Дифференциальный усилитель постоянного тока

Союз СоветскихСоциалистиц вскихРеспублик О П И С А Н И Е п 1) 559364И ЗС) ВРЕТЕ Н ИЯ К АВТОУСКОМУ СВИДЙТИЛЬСТВУ(22) Заявлеио 17,04.73 21) 1911877/09 с присоединением заявкиГосударственный ноинтет Сооотв Мнннстроо СССР оо делом нзооретоннй н открытнй(4 б) Дата опубликования описания 21,07.77(54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ПОСТОЯННОГОТОК А Изобретение относится к области электронных усилителей и может быть использовано для измерения и преобразования слабых электрических сигналов в диапазоне частот от нуля до десятков килогерц и 5 более.,Известны дифференциальные усилители постоянного тока, которые содержат по крайней мере, двв транзистора, внутренние сопротивления которых и коллекторные ре О зисторы образуют четыре плеча уравнов шенного моста, для стабилизации режима работы транзисторов их эмиттеры черезэмиттерные резисторы подключены к токоствбилизируюаему резистору, 15Существенным недостатком таких дифференциальных усилителей является низкая временная и температурная стабильность и чувствительность, не позволяюшие различать и усиливать слабые электрические г 0 сигналы порядка . диниц и десятков микроволь т.Наиболее близким к предлагаемому усилителю является дифференциальный усилигель, выполненный на двух трвнэисторвх ос-г 5 2нового каскада, базы которых соединенысо входами, а коллекторы - с выходомусилителя,Однако такой усилитель характеризуется дрейфом коэффициента передачи по усилению, особенно и диапазоне температур50 С.Целью изобротоння является повышениестабильности работы устройства.Для этого в него введены два дополнительнык усипительных каскада на И транзисторах той же проводимости, что и транзисторы основного каскада, причем базытранзисторов каждого из дополнительныхусилительных каскадов чере резистивныйделитель напряжения соединены с коллектором одного из транзисторов основногокаскада, в коллекторы - с коллекторомдругого транзистора основного каскада,при этом коэффициент передачи каждого и;,делителей напряжения обратно пропорционален коэффициенту усиления напряжения навыход усилителя.Нв чертеже изображена схема дифференциального усилителя постоянного тока.1Е е РС 6 И- фи 11 где Я и 6 - сколь угодно малые числасоответственно выражений З 5(8) и ( 7) после преобразования.Таким образом, дрейф Ц, дифференциального усилителя постоянноготокастре мится к нулю с ростом числа транзисторов 40 дополни тельных усилительных каскадов 0Арвх к(ц И -оо о О Е-2. После подстановки (9) в (11) и преобразования правой части равенства получим следующее выражение д 4 (р 1так как Е сс =О,Е Мф 0, на основании оп"4 -1ределения центрального момента первого порядка.На основании обобщенной теоремы Чебышева имеем где Е - сколь угодно малое положительное число.Тогда получим, что дрейф на каждом из выходов 10 11 (аналогично преобразуется и выражение (8) определяется следуюшим выражением Дрейф, приведенный ко входу усилителя,можно определить как где д- сколь угодно малое положительное число, определяемое какЭто эквивалентно достижению высокойстабильности и чувствительности дифферен-циального усилителя постоянного тока, поэволяюшего усиливать с высокой точностьюмалые сигналы в диапазоне частот от 0до деаятков килогерц,При этом дополнительные усилительныекаскады усилителя не потребляют энергию источника входного сигнала.10 Испытания грех образцов дифференциальных усилителей постоянного тока, построенных по предложенной схеме на 10 транзисторах КТ 315 Г, дали следукхцие результаты:К 2500, Я = 300-450 кОм,15У,. оС - 0,7 - 1,5 мкВ/С,Т, е. стабильность и чувствительностьдифференциального усилителя постоянногогока, по крайней мере, на порядок выше,20 чем у известного усилителя.Амплитудно-фазовые характеристики ирасчет устойчивости предлагаемого усилигеля дали коэффициент запаса устойчивости Э зап не хуже (.эад= 3.25 Предлагаемый дифференциальный усилигель постоянного гока может применяться в входных каскадах высокочувствительных приборов контроля и измерения, в интегральной технике и операционных усили 30 телях.фоомула изобретенияДифференциальный усилитель постоянного гока, выполненный на двух транзисторах основного каскада, базы которых соединены со входами, а коллекторы с выходом усилителя, о т л и ч а ю ш и й с ятем, что, с целью повышения стабильностив него введены два дополнительных усилительных каскада на п транзисторах тойже проводимости, что и транзисторы основного каскада, причем базы транзисторовкаждого из дополнительных усилительныхкаскадов через резистивный делитель напряжения соединены с коллектором одного из45 .транзисторов основного каскада, а коллекгоры - с коллектором дрУгого транзистораосновного каскада, при этом коэффициентпередачи каждого из делителей напряженикобратно пропорционален коэффициенту усиления напряжения на выходе усилителя.559364 Составитель И, Горлова ина Техред 3. Фанта Коррекласенк Редактор 0 Т ж аго ко вказ 1417/107 ЦНИИПИ Госу 1130 П Патент", г, Ужгород, ул, Проектная,филиа рственнопо делам осквв, Ж митета Соверетений и огкРвущская н Подписноев Министроврьтий6., д, 4/5