SU1001439A1 - Широкополосный усилитель - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к радиотехнике и используетс  в высокоскоростных систек(ах свмзи и электроизмерительных установках по изучению быстропротекающих процессов в качестве входного и промежуточного усилител  линейного тракта системы„

Известен широкополосный усилитель, содержащий последовательно включенные каскадные секции, соединенные между собой емкостной св зью и содержащие местную отрицательную обратную св зь (не комплексную) стабилизирует характеристики данного усилител , но приводит к сужению полосы усилени  и уменьшению добротности .

Известен широкополосный усилитель, содержащий первую каскадную схему, состо щую из первого транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером и второго транзистора, включенного по схеме с общей базой, охваченную цепью местной отрицательной

обратной св зи, и третий транзистор включенный по схеме с обцин эмиттером , база которого соединена с коллектором второго транзистора а также содержит цель общей отрицательной обратной св зи последовательного типа, при этом первый и второй транзисторы имеют один тип проводимости а третий транзистор - другой тнп проводимости 2 ),.

Однако присутствие в схеме относительно инерционного каскада с об|||им эмиттером снижает верхнюю граничную частоту усилител  и добротность каскада в целом.

Цель изобретени  - повышение добротности широкополосного усилител  и- максимальное использование площади усилени  каждого из транзисторов, вход щих в схему, что эквивалентно увеличению верхней граничной частоты усилени ,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в широкополосный усилитель введен дополнительный транзистор, аклю ченный по схеме с общей базой между коллектором третьего транзистора и выходом широкополосного усилител , образу  с третьим транзистором вторуго каскадную схему, причем коллектор дополнительного транзистора чс рез цепь общей отрицательной обратно св зи последовательного типа соедине с эмиттером первого транзистора, при этом дополнительный транзистор имеет тот же тип проводимости, что и тип проводимости третьего транзистора„ На чертеже представлена принципиальна  Электрическа  схема широног полосного усилител . Усилитель содержит первый, второй , третий транзисторы 1-3 и дополнительный транзистор 4, цепь мест ной отрицательной обратной св зи, состо щую из резистора 5 и конденсатора 6, резистор 7 общей отрицательной обратной св зи последовательного типа, резисторы 8-15, конденсаторы 16-19.фильтров, нагрузочный резистор 20 (или 21)„ К выходу широкополосного усилител  может быть подключен коаксиальный кабель 22„ Усилитель работает следующим образоМо Входной сигнал поступает на перву пару каскадносв занных первого и вто рого транзисторов 1 и 2, При передаче фронта импульса действует отрицательна  обратна  св зь, обусловленна  наличием цепи из резистора 5 и конденсатора 6, а именно конденса- тор 6 шунтирует резистор 5 который уменьшает коэффициент усилени  на всех частотах Причем шунтирующее де ствие конденсаторов обратно пропорционально частоте усиливаемого сигна ла. Таким образом, за счет наличи  этой цепи увеличиваетс  площадь усил ни  в области высоких частот. Выходное сопротивление каскадной схемы на пор док выше, чем у известных схе с общей базой и общим эмиттером, что также способствует увеличению доброт ности Сигнал, усиленный первым и вторым транзисторами 1 и 2, поступает непосредственно на вход третьего и дополнительного транзисторов 3 и + также соединенных а каскадную схему,. Отсутствие разделительного конденсатора в цепи прохождени  сигнала спо .собствует увеличению добротности уси лител , расширению е.го по.посы пропус кани  и исключает ,, на вершин© импульса, обусловлен5:ыв переходными процессами в схеме Симметричное построение первой и второй каЬкадных пар позвол ет легко ввести общую отрицательную обратную св зь последовательного типа с выхода усилител  на эмиттер первого транзистора 1, так как они оказываютс  под примерно одинаковыми потенциалами. Во второй паре транзисторов местна  обратна  св зь не примен етс , поскольку это не дает возможности восстановить добротность каскада до предельного значени  Выигрыш же добротности получаетс  за счет использовани  общей отрицательной обратной св зи, котора  при этом стабилизирует характеристики широкополосной устойчивости,. Вместе с тем она позвол ет согласовать потенциалы входа и выхода , что особенно важно при гальваническом соединении нескольких таких усилительных секций с целью получени  большого коэффициента усилени . Выходной сигнал выдел етс  на резисторе 20с, При необходимости широкополосный усилитель может работать на коаксиальный кабель 22 с согласованной нагрузкой, что удобно при использовании данного каскада в качестве предусилител  сигнала датчика с последующей передачей импульса на вход основного усилител  В этом случае номинал резистора 8 второго каскада (он будет играть при этом роль нагрузки первого каскада) с целью согласовани  выбирают равным волновому сопротивлению линии передачи, В предлагаемом широкополосном усилителе получен больший коэффициент усилени  при меньшем собственном времени нарастани , чем у прототипа, . т.е. данна  реализаци  обладает более высокой добротностью. При этом необходимо учесть следующие обсто тельства . Добротность широкополосного усилител  оценивают как произведение коэффициента усилени  К на верхнюю граничную частоту. I --Kufэ--Ku | Но при соединении N каскадов общий коэффициент усилени  усилител  равен К, где Ку - коэффициент усилени  по напр жению одного каскада, а обща  гранична  частота равна-fn/VN где р) - гранична  частота одного каскада. Добротность многокаскадного усилител  при этом -оказываетс  равной , /т , т.ео возрастает с увеличением числа каскадов в сложном усилителе. В итоге пон тие добротное ти дл  сложного усигмтел  не отражает истинные частотные и усилительные свойства схемы и особенно степень ис пользовани  добротности каждого из вход щих в нее транзисторов. Степень добротности усигмтелей и степень использовани  площади усилени  каждого из вход щих в усилитель транзисторов оценивают с. помощью фор мул, согласно которым добротность не зависит от числа каскадов: приведенна  добротность DM 1 и-- иЦБ б У2оес Кц.5, приведенна  добротность на один тран зистор DN-I /Ки(5Б)в T/20g(Ku-0,b5 VI и.-Ьи где W - число транзисторов, вход щих в схему V Предлагаемый широкополосный усили тель обладает более высокой приведен ной добротностью, чем даже усилитель с распределенными параметракв. Кроме того, наиболее полно используетс  площадь усилени  каждого примен емого транзистора, что свидетельствует об экономичности, так как с ее помощью можно получить требуемые усилительные и частотные характеристики , использу  меньшее количество транзистороВо Широкополосный усил тель может быть реализован средствами микроэлектронной технологии„ Итак сфера применени  предлагаемого широкополосного усилител  может быть зна чительно увеличена, -в результате чего устран етс  необходимость разработки р да усилителей с собственным временем нарастани  импульса по р дка дес тых долей наносекунд. Использование предлагаемого широк полосного усилител  в линейном тракт врем измерительного комплексас пикосекундным разрешением на основе многоканального временного анализатора позвол ет создать аппаратуру, имеющую более высокую чувствительность, чем известна  аппаратура, примен ема  дл  тех же целей о формула изобретени  Широкополосный усилитель, содержащий первую каскадную схему, состо щую из первого транзистора, включенного . по схеме с qбщим эмиттером, и второго транзистора, включенного по схеме с общей базой, охваченную цепью местной отрицательной обратной св зи, и третий транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, база которого соединена с коллектором второго транзистора , а также содержащий цепь общей отрицательной обратной св зи последовательного типа, при этом первый и второйтранзисторы имеют один тип проводимости, а третий транзистор другой тип проводимости, отличающийс  тем, что,с целью повышени  добротности и максимального использовани  площади усилени  каждого из транзисторов, введен дополнительный транзистор, включенный по .схеме с общей базой между коллектором третьего транзистора и выходом широкополосного усилител , образу  с третьим транзистором вторую каскадную схему, причем коллектор дополнительного транзистора через цепь общей отрицательной обратной св зи последовательного типа соединен с эмиттером первого транзистора, при этом дополнительный транзистор имеет тот же тип проводимости, что и тип .проводимости третьего транзистора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.За вка ФРГ № 1512725, кл. Н 03 F 1/+2. 2,Molea М.А,, 1000 MHz broad-band amplifier, Int., J. Electronics, 1979,t6, N Ц, p. (прототил)..

Claims (1)

1. формула изобретения

   Широкополосный усилитель, содержащий первую каскадную схему, состоящую из первого транзистора, включенного по схеме с с^бщим эмиттером, и второго транзистора, включенного по схеме с общей базой, охваченную цепью местной отрицательной обратной связи, и третий транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, база которого · соединена с коллектором второго транзистора, а также содержащий цепь общей отрицательной обратной связи последовательного типа, при этом первый и второй’транзисторы имеют один тип проводимости, а третий транзистор другой тип проводимости, отличающийся тем, что,с целью повышения добротности и максимального использования площади усиления каждого из транзисторов, введен дополнительный транзистор, включенный по .схеме с общей базой между коллектором третьего транзистора и выходом широкополосного усилителя, образуя с третьим транзистором вторую каскадную схему, причем коллектор дополнительного транзистора через цепь общей отрицательной обратной связи последовательного типа соединен с эмиттером первого транзистора, при этом дополнительный транзистор имеет тот же тип проводимости, что и тип проводимости третьего транзистора.