Интегральный шумоподавитель для магнитофона

(21) 359- 10 нзист ий комплементар а етыреер- ителя нзистора и ров, два полевыхгенератора токавого полевого т 46) 30.04 72) В.В.А .И.Рыбалк 53) 534.86) Пате 6 стокповтооромого ж ри это зистор о н с зат яжения со а поа эи о полевог тт ран торителя, си-р-и-типа кподключенным, (5 кл. ы и арнои тельн н тр н ка повдоменсатоерато тания прителя л. С Па л. С(57)ИНТМАГНИТОФО эделительного к внешнегора, подклзатвору сго полево н вторым выв ующего упр стора и че ответс о тран к ( ОПОДАВИТ ЕЛЬий положирез р ру со тв реэ Лев ительн транзи ельн ласующе итания,ходной з связанному с тания генера тора, истоки астототорано-зависимьи имеет ров повторителя с подложками эт и подложкой соо емого полевого т зистор, ис равляемого илитель твенно и с нои поло- вклю- эатвония через второи первого полев равления давителя ажимо ров часто и ч а н т бес нь т е вклю о ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ дрианов, В.В.Леби О.Ф.Таргоня2(088.8)т ВНР 9 162093,5/02, 1974.ША У 3843573,5/02, 1974. рицательную и общую шины следовательно соединенные им, два идентичных ч к звена, каждое из к правляемый полевой т ользуемый в качестве упнапряжением сопротивления апряжения с ограниченным коэффициентом усилени зажим, а также блок у сой пропускания шумоп ченный между входным рами полевых транзист зависимых звеньев, о и с я тем, что, с целью повыше- воспроизводимости его характерисв условиях серийного производпри одновременном снижении сеоимости изготовления, в него вверезисторы, согласующий полевой зистор, его генератор тока и два тичных узла, каждый иэ которых чает в себя разделительный резисеи повторитель напряжения, содеррицательнои шинои пиу тока этого транзисоих полевых транэистонапряжения соединены их же транзисторов ветствующего управля. ранзистора непосреджительной шиной пита- генератор тока затвОр о транэисто а лев вого повторителя напряжения связан;,через резисторы со стоком и истокомпервого управляемого полевого транзистора, затвор первого полевоготранзистора второго повторителя напряжения связан через резисторы состоком и истоком второго управляемогополевого транзистора, сток второгополевого транзистора каждого повторй.теля напряжения через параллельносоединенные третий генератор тока ипереход база-коллектор транзисторар-и-р-типа комплементарной пары под 1099323ключен к отрицательной шине питания, ласующего полевого транзистора соеэмиттер транзистора р-п-р-типа этой динен со стоком этого же транзистора,же пары с базой другого транзистора его исток подключен к общей шине пии-р-и-типа связан непосредственно, тания, а подложка - к подложке полес положительной шиной питания - через вых транзисторов первого повторителячетвертый генератор тока, затвор сог- напряжения, Изобретение относится к приборостроению, в частности к шумоподавителю, выполненному в интегральномвиде на базе полупроводниковой технологии, и может быть использовано вмагнитофоне,Проблема шумоподавления в магнитофонах является весьма актуальной,в связи с тем, что резко повысилоськачество магнитной ленты и магнитныхголовок.Известна система компрессор-экспандер, в которой при записи сигнал сжимается, а при воспроизведении расширяется, Но так как в этом случае резко удорожается стоимость изделия, то иногда используется селективная компандерная система, делающая магнитофон более универсальными, улучшая соотношение сигнал/шум.Более простым является прием ис-. пользования одновременно двух воспроизводящих магнитных головок, из которых узкоканальная головка управля-, ет ширококанальной, что позволяет, при наличии определенных частотно-за. висимых звеньев существенно снизить шумы вообще, особенно высокочастотные.Однако наличие второй головки воспроизведения требует дополнительного места в тракте магнитофона, что не всегда желательно. Прием же шунтирования одного или более каскадов при изменении уровня сигнала хотя . и прост, но требует высокоточной коррекции каналов, что практически реализовать затруднительно, так как в процессе работы происходит износ магнитных головок, изменение напряжения питания и другие явления.Наиболее близким к предлагаемому является интегральныи шумоподавитель для магнитофона, содержащий положительную, отрицательную и общую шины питания, последовательно соединенные входной зажим, два идентичных частот но-зависимых звена, каждое из которых имеет управляемый полевой транзистор, используемый в качестве управляемого напряжением сопротивления, усилитель напряжения с ограниченным коэффициентом усиления и выходной зажим, а также блок управления полосой пропускания шумоподавителя, Овключенные между входным зажимом и затворами полевых транзисторов частотно-зависимых звеньев.Однако такой шумоподавитель присерийном производстве имеет низкую 15повторяемость характеристик, т,е.низкий процент выхода годных изделий.Принятие же определенных мер для повышения этого процента путем тщатель ной Настройки и регулировки приводит к повышению себестоимости изготовления шумоподавителя в целом.Цель изобретения - повышение воспроизводимости характеристик шумоподавителя в условиях серийного производства при одновременном снижениисебестоимости его изготовления.11 ель достигается тем, что в интегральный шумоподавитель для магнитофона, содержащий положительную, ЗО отрицательную и общую шины питания,последовательно соединенные входнойзажим, два идентичных частотно-зависимых звена, каждое из которых имеетуправляемый полевой транзистор, исЗ 5 пользуемый в качестве управляемогонапряжением сопротивления, усилительнапряжения с ограниченным коэффициентом усиления и выходной зажим, атакже блок управления полосой про пускания шумоподавителя, включенныймежду входным зажимом и затворамиполевых транзисторов частотно-зависимых звеньев, введены резисторы,согласующий полевой транзистор, его 45 генератор тока и два идентичных уз3 10 ла, каждый из которых включает в себя разделительный резистор и повторитель напряжения, содержащий комплементарную пару транзисторов, два полевых транзистора и четыре генератора тока, при этом сток первого полевого транзистора повторителя напряжения соединен с затвором второго полевого транзистора этого же повторителя, с эмиттером транзистора д-р-и-типа комплементарной пары, с подключенным к отрицательной шине питания первым генератором тока повторителя напряжения и с выводом внешнего разделительного конденсатора, подключенного вторым выводом к затво. ру соответствующего управляемого полевого транзистора и через разделительный резистор к затвору согласующего полевого транзистора и к связан ному с отрицательной шиной питания генератору тока этого транзистора, истоки обоих полевых транзисторов повторителя напряжения соединены с подложками этих же транзисторов и. подложкой соответствующего управляемого полевого транзистора непосредственно и с положительной шиной питания через второй генератор тока, затвор первого полевого транзистора первого повторителя напряжения связан через резисторы со стоком и истоком первого управляемого .полевого транзистора, затвор первого полевого транзистора второго повторителя напряжения связан че.ез резисторы со стоком и истоком второго управляемого полевого транзистора, сток второго полевого транзистора каждого повторителя напряжения через параллельно соединенные третий генератор тока и переход база-коллектор транзистора р-п-р-типа комплементарной пары подключен к отрицательной шине питания, эмиттер транзистора р-и-ртипа этой же пары с базой другого транзистора и-р-и-типа связан непосредственно, с положительной шиной питания - через четвертый генератор тока, затвор согласующего полевого транзистора соединен со стоком этого же транзистрра, его исток подключен к обшей шине питания, а подложка к подложке полевых транзисторов первого повторителя напряжения.На чертеже приведена схема шумоподавителя.Шумоподавитель содержит частотно- зависимые звенья 1 и 2, полевые тран 99323 4зисторы 3 и 4, которые выполняютроль управляемых напряжением сопротивлений, усилитель 5 напряжения,имеющий ограниченный коэффициент усиления, входной 6 и выходной 7 зажимы,а также блок 8 управления полосойпропускания шумоподавителя в целом,имеющий выходы 9. и 10, соединенныес затворами полевых транзисторов3 и 4. Введенный согласующий полевойтранзистор 11 связан с повторителем12 напряжения, имеющим входной 13и выходной 14 зажимы, а также с повторителем 15 напряжения, имеющимвходной 16 и выходной 17 зажимы. Затвор и сток транзистора 11 соединенымежду собой и через генератор 18тока этого транзистора подключенык отрицательной шине 19 питания, ачерез разделительные резисторы 20 и21 - к затворам транзисторов 3 и 4.Исток транзистора 11 соединен с общейшиной 22 питанияВ повторителе 12используются полевые транзисторы 23и 24, истоки которых через второйгенератор 25 тока соединены с положительной шиной 26 .питания, а стоктранзистора 24 соединен с третьимгенератором 27 тока и с базой транзистора 28 р-п-р-типа, образующим с 30транзистором 29 и-р-и-типа комплементарную пару, имеющую в качественпгрузки четвертый и первый генера"торы 30 и 31 тока, Второй повторитель 15 напряжения имеет идентичные З 5 элементы: 32 и 33 - полевые транзисторы, 34 и 35 - соответственновторой и третий генераторы тока, 36и 37 - транзисторы коплементарнойпары, 38 и 39 - их четвертый и пер вый генераторы тока. Вход 13 повторителя 12 (затвор полевого транзистора 23) подключен через резисторы 40и 41 к стоку и истоку управляемоготранэистора 3, а вход 16 повторите ля 15 (затвор полевого транзисто-ра 32) подключен через резисторы 42и 43 к стоку и истоку управляемоготранзистора 4, Под указанными входамиподразумеваются входные зажимы соответственно 13 и 16. Выходные зажимы14 и 17 подключены через внешниеконденсаторы 44 и 45 к затворамтранзисторов 3 и 4, к выходам 9 и 10блока О управления и через резисторы 55 20 и 21 - к затвору согласующего полевого транзистора 11.При интегральном выполнении такого шумоподавителя по полупроводнико99323 6 5 10 вой технологии все полевые транзисторы выполнены на основе структур с изолированным затвором и каналом р-типа проводимости в двух электрически изолированных областях и-типа проводимости, в так навываемых "карманах", выполняющих роль подложек этих транзисторов (на чертеже элементы и структура полупроводниковой схемы не показаны). Шумоподавитель выполнен на одном кристалле интегральной схемы. В одной из изолированных областей расположены транзистор 3, транзисторы 11, 23 и 24. В другой области расположены транзисторы 4, 32 и 33. Каждая область электрически соединена с истоками соответствующих транзисторов повторителей. На чертеже подложки и их соединение условно обозначены стрелками 46-50. Указанное выполнение отражено соединением подложек 46 транзистора 3, 47 транзис-, тора 11 и 48 транзисторов 23 и 24 систоками этих же транзисторов 23 и 24, а подложек 49 транзистора 4 и 50 транзисторов 32 и 33 - с истоками этих же транзисторов 32 и 33.При подаче напряжения питания по соответствующим шинам на транзисторах Э и 4 устанавливается нулевой потенциал относительно общей шины, на затворы этих транзисторов поступает начальное напряжение смещения, снимаемое через разделительные резис торы 20 и 21 с транзистора 11, работающего в этом случае в пентодном режиме, т.е. на пологом участке вольт-амперной характеристики (на чертеже характеристика не показана).Начальное значение проводимости каналов транзисторов 3 и 4, а следовательно, и начальное значение частоты среза шумоподавителя в целом определяется величинами коэффициентов усиления транзисторов 3 и 4, а также транзистора 11 и величиной тока генератора 18 и не зависит от абсолютных значений пороговых напряжений транзисторов 3 и 4, что обуславливает достаточно высокий уровень повторяемости параметров шумоподавителя.Снижение уровня нелинейных искажений, вносимых транзисторами 3 и 4 происходит следующим образом. С точки соединения между собой резисторов 40 и 41 сигнал поступает на вход 13 повторителя 12, а с выхода 14 напряжение этого сигнала через внешний 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 конденсатор 44 подводится к затворутранзистора 3, В повторителе создается благоприятный режим, при котором на стоке и затворе транзистора 23формируется напряжение, равное напряжению на стоке и затворе транзистора 24, в результате чего переменное напряжение в цепи этих транзисторов близко по величине к входному(выходному) напряжению повторителя,т.е. напряжению, имеющему место вточке соединения резисторов 40 и 41.Это же справедливо и для звена 2.Указанный режим в повторителе создается путем использования в нем дифференциальной схемы, построенной натранзисторах 23 и 24, комплементарной пары на транзисторах 28 и 29,являющихся выходным каскадом повторителя 12, и генераторов тока 25, 27,30 и 31. Это относится и к повторителю 15. Под действием переменныхнапряжений, поступающих с выходныхзажимов 14 и 17 к затворам транзисторов 3 и 4, и близких к ним по величине напряжений, поступающих с истоковтранзисторов 23 и 24, 32 и 33 к подложкам 46 и 49 транзисторов 3 и 4, вих каналах создается электрическоеполе, в значительной степени компенсирующее эффект внутренней обратнойсвязи, обусловленной падением напряжения в каналах транзисторов 3 и 4под воздействием входных сигналов,являющихся причиной нелинейности характеристик транзисторов в режимеуправляемых сопротивлений. Постоянные напряжения, подводимые одновременно с переменными к подложкам 46и 49 с истоков транзисторов 23 и 24,32 и 33, способствуют дальнейшемурасширению области линейного режиматранзисторов 3 и 4 для сигналов больших уровней, так как переходы каналподложка этих транзисторов дополнительно смещаются в обратном направлении. Повышение же порговых напряженийтранзисторов 3 и 4 в результате дополнительного смещения переходов канал-подложка компенсируется таким же.смещением перехода канал-подложкасогласующего транзистора 11 эа счетсоединения его подложки 47 с подложкой 46 транзистора 3 и с истокамитранзисторов 23 и 24. Таким образом, помимо достаточно высокого уровня повторяемости параметров предлагаемого шумоподавителя1099323 8ком энергопотреблении, что весьма важно при массовом выпуске такого характеристиками при достаточно низ- рода иэделий. исьман Техред Н.Боикало Корректор М. Шаро едактор каз 2331/3 Тираж 54 Подписно изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проек ВНИИПИ Государственного по делам изобретений13035, Москва, Ж, Рауш омитета СССР,открытийая наб., д. 4/5