Многокаскадный усилитель

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ЯО. Н 03 Г 3/34 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН нежина Т.К.По(541(57) МНОГОКАС по авт.св. )1 327568 щ и й с я тем, что ния стабильности, в Фильтр нижних часто ный транзистор, вкл КАДНЫЙ УС отл с цел него в допол ченный+ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,и третий дополнительные резисторы,при этом коллектор первого транзистора выходного каскада через первыйдополнительный резистор и через последовательно соединенные фильтр нижних частот, база-эмиттерный переходдопблнительного транзистора и второйдополнительный резистор соединен содной шиной источника питания, коллектор дополнительного транзисторачерез третий дополнительный резисторсоединен с другой шиной источникапитания и непосредственно - с отводом общего элемента обратной связикаскадов.Изобретение относится к электронной технике и может использоватьсяв стабильных усилителях из. нестабиль.ных активных элементов разной структуры5По основному авт.св. Р 327568 известен многокаскадный усилитель натранзисторах разной структуры с дополнительной симметрией, причем нагрузка каждого нечетного каскада подключена к одному полюсу источника пи танияа нагрузка каждого четного каскада к другому полюсу источника питания,база одного из транзисторов каждого последующего каскада, начиная совторого, подключена к нагрузке предыдущего каскада,а базы всех другихтранзисторов соединены вместе, образуя общий управляющий электрод каскадов, подключенный к источнику питания через один общий элемент сбратнойщсвязи каскадов (.1 1,Однако в известном устройствесравнительно большая нестабильностьколлекторных токов двух последнихкаскадов, которая происходит при изменении коэффициента передачи потокулюбого из транзисторов, подключенных к общему управляющемуэлектроду.Цель изобретения - повышение стабильности.Цель достигается тем,что в многокаскадный усилитель на транзисторахразной структуры с дополнительнойсимметрией, причем нагрузка каждогонечетного каскада подключена к однсму полюсу источника питания, а нагрузка каждого четного каскада - кдругому полюсу источника питания, база одного из транзисторов каждогопоследующего каскада начиная со вто рого, подключена к нагрузке предыдущего каскада, а базы всех другихтранзисторов соединены вместе, образуя общий управляюший электрод каскадов, подключенный к источнику пита ния через один общий элемент обратнойсвязи каскадов, введены фильтр нижнихчастот дополнительный транзистор,включенный по схеме с общим эмиттером, первый, второй и третий дополни тельные резисторы, при этом коллекторпервого транзистора выходного каскада через первый дополнительный резистор и через последовательно соединенные фильтр нижних частот, база-эмиттерный переход дополнительного транзистора и второй дополнительный резистор соединен с одной шиной источника питания, коллектор дополнительного транзистора через третий дополнительный резистор соединен с другойшиной источника питания и непосредственно - с отводом общего элементаобратной связи каскадов.На фиг. 1 представлена схема многскаскадного усилителя; на фиг. 2 - 65 общий элемент обратной связи, варианты.Яногокаскадный усилитель содержиттранзисторы 1-6, первый транзистор7 выходного каскада, транзистор 8,дополнительный транзистор 9, первый,второй и третий дополнительные резисторы 10 - 12, фильтр нижних частот(ФНЧ 1 13, управляющий электрод 14,шины 15 и 16 источника питания, резисторы 17 - 20, общий элемент 21обратной связи (ОС) каскадов.Каждый каскад многокаскадного усилителя выполнен на двух транзисторах1,2(3,4)(5,6)(7,8).Первый транзистор (1, 3, 5, 7) в каждом каскадевключен по схеме с общим эмиттером,а второй (2, 4, 6, 8) - по схеме собщей базой, База первого транзистоРа (3, 5, 7) каждого последующегокаскада, начиная со второго, подключена к нагрузке предыдущего каскада,а базы всех других транзисторов(2, 4, б, 8) соединены вместе, образуя общий управляющий электрод 14каскадов, подключенный к шине 16 нулевого потенциала через один общийэлемент 21 ОС, Резисторы 17 - 20подключены к коллекторам вторых транзисторов (2, 4, 6, 8) каскадов. Первый дополнительный резистор 10 подключен к коллектору транзистора 7,к которому подключены последовательно соединенные 4 НЧ 13, база-эмиттерный переход дополнительного транзистора 9, второй дополнительный резистсо 11, третий дополнительный резистор 12 и коллектор дополнительноготранзистора 9 подключены к отводуобщего элемента 21 СС каскадов.Общий элемент 21 ОС каскадов(фиг, 2) может содержать конденсатор,Цепочки ЬС, ВС и т.д. Обязательнымдля общего элемента 21 ОС каскадовявляется наличие конденсатора, который разрывает по постоянному токуобщий управляющий электрод 14 каскадов и шину 16 нулевого потенциала.Многокаскадный усилитель работаетследующим образом,В статическом режиме работы эмиттерные токи всех каскадов, кромепоследнего, определяются величинамисопротивлений резисторов 17 - 19.Эмиттерный ток 3 транзистора 7последнего каскада и эмиттерный ток39 дополнительного транзистора 9 определяются величинами первого, второго и третьего дополнительных резисторов 10 - 12 с достаточной для практики степенью точности, можно определить по формулам к 11 =.и,о -з,93(-,;,Н 12-1 Е -0. )(3,310849 з 8 напряжение сигнала, которое, модулирует переходы база-эмиттер транзисторов 3 и 4 второго каскада, изменяя их ток эмиттера, и на резисторе18 появляется соответственно усиленное напряжение сигнала, которое мо,цулирует переходы база-эмиттер транзисторов 5 и 6 третьего каскада, срезистора 19 которого усиленный сигнал поступает на базу транзистора 7последнего каскада, выполненного также и на транзисторе 8. С резистора20 снимается выходной сигнал.Следует отметить, что резистор20 в предлагаемой схеме может бытьвключен не только в коллекторной цепи транзистора 8 фиг, 1), но и междуэмиттерами транзисторов 7 и 8, какэто показано в схеме известного устройства,Коэффициент усиления и частотнаяхарактеристика многокаскадного усилителя определяются величиной общегоэлемента 21 ОС каскадов.Для исключения дополнительнойпетли отрицательной ОС, создаваемойпо сигналу дополнительным транзистором 9, между коллектором транзистора7 выходного каскада и базой дополнительного транзистора 9 включен ФН 113, который осуществляет требуемоеослабление сигнала на базе дополнительного транзистора 9,(62 56) ( в 9 8) к 9 Я 1215 где 2, 1, 1,1 в - токи баз транзисторов 2, 6, 4, 8;коллекторный токк 9дополнительноготранзистора 9;ток в третьем дополнительном резисторе 12,Баланс токов осуществляется током 16. баз транзисторов и-р-и-струк туры25 вР к 9 й)1 ПРиРащение 1 автоматически компенсируется изменением ), иР к 9 о 3 30 Бключение вместо общего элемента21 ОС каскадов конденсатора большойемкости обеспечивает усиление каждого каскада и развязку их с осуществлением гарантированной ОС между каскацами по переменному току, при этомусиление можно наращивать до появления .значительной составляющей внутренних шумов, не опасаясь самовозбуждения,Включение резистора и конденсатора большой емкости (фиг. 2 а ) позволяет регулировать усиление с сохранением частотной характеристики усилителя.Если проводимость общего элемента,21 ОС каскадов зависит от частоты,например, в случае включения цепейВС и БС (фиг, 2 б), то коэффициентусиления изменяется в диапазоне частот. Действительно, предположим,что ток получил положительное приращение 35 (за счет увеличения базовых токов транзисторов 2,6 по сравнению с транзисторами 4,8 ). Для компенсации ,этого приращения начнет увеличиваться базовый ток транзистора 8.Увеличение базового тока транзистора 8 приведет к увеличению коллекторных токов транзисторов 8,7. Увеличение коллекторного тока транзистора 7 приведет к возрастанию потенциала базы дополнительного транзистора 9 и, следовательно, к увеличению его коллекторного тока. Коллекторный ток дополнительного транзистора 9 увеличивается до тех пор, по ка не скомпенсировано приращение токаТаким образом, практически все приращение тока в будет скомпенсироРвано изменением тока 1 9 и только в незначительной мере изменением то 55 ка 1 ввВ динамическом режиме напряжение источника входного сигнала О управляет напряжением база-эмиттер транзисторов 1 и 2 первого каскада, изменяя их ток эмиттера, при этом на резисторе 17 появляется усиленное Таким образом, изобретение позволяет позысить более чем на порядок стабильность коллекторных токов двух последних каскадов многокаскадного усилителя. Благодаря повышению стабильности коллекторных токов в данном устройстве не требуется подбирать по р транзисторы, базы которых подключены к общему управляющему электроду 14,где 0 6 - напряжение эмиттер-база дополнительного транзистора 9;Е - напряжение источника питания;- потенциал общего управляюИщего электрода 14,С учетом того, что коллектор дополнительного транзистора 9 и третий дополнительный резистор 12 соединены по постоянному току с общим управляюзим электродом 14, в схеме должно выполняться равенство1084958Составитель И.Водяхина Редактор П.Коссей Техред М.Кузьма Корректор А,Дзятко Заказ 2034/52 Тираж 862 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауушская наб д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4