PL134784B1

PL134784B1 - Controllable gain amplifier

Info

Publication number: PL134784B1
Application number: PL1981230791A
Authority: PL
Inventors: Jack R Harford
Original assignee: Rca Corp
Priority date: 1980-04-23
Filing date: 1981-04-22
Publication date: 1985-09-30
Also published as: DD158302A5; US4344043A; AR224937A1; PL230791A1; DK179481A; FR2481539B1; FI811189L; KR830005761A; PT72856A; DE3116230C2; SE452383B; BE888510A; FI76455C; AU542790B2; KR850000734B1; ES501551A0; FI76455B; GB2074409B; AU6963581A; JPS56168414A

Description

Opis patentowy opublikowano: 1986 06 16 134784 CZYTELNIA Ur7edu Patentowego rV *i b*mfc*!t*t| U4m| Int. Cl.3 H03G 3/30 H03F 3/45 Twórca wynalazku: Jack Rudolph Harford Uprawniony z patentu: RCA Corporation, Nowy Jork (Stany Zjednoczone Ameryki) Wzmacniacz o sterowanym wzmocnieniu Plrzedmioteim wynalazku jest wzmacniacz o ste¬ rowanym wzmocnieniu, zwlaszcza wzmacniacz tranzystorowy o sterowanymi wzmocnieniu, w któ¬ rym wzmocnienie jest zmieniane przez zmiane impedancji wyjsciowej wzmacniacza.Wzmacniacz o sterowanym wzmocnieniu, taki jak wzmacniacz posrednich czestotliwosci odbior¬ nika telewizyjnego, powinien byc zdolny do spel¬ nienia szerokiego zakresu róznych, czesto sprze¬ cznych wymagan. Dla przykladu, wzmacniacz po¬ winien dzialac liniowo w szerokim zakresie po¬ ziomów sygnalu wejsciowego. Zakres sterowania wizmocnieniem powinien byc wystarczajaco sze¬ roki do wytwarzania sygnalu wyjsciowego o sta¬ lym poziomie dla pelnego zakresu sygnalów wej¬ sciowych.Te dwa wymagania sa czejsito sprzeczne, ponie¬ waz wzmacniacz tranzystorowy bedzie zwykle mial waski zakres polaryzacji stalopra/d^wej, w któ¬ rym jego praca liniowa jest qptymalna. Jezeli tranzystor ma wzmocnienie sterowane np. po¬ przez zwiekszenie lub zmniejszenie ujemnego e- miterowego sprzezenia zwrotnego tranzysitora, po¬ laryzacja stalopradowa zmieni sie, gdy impedan- cja emiterowa zmieni sie. W wyniku sterowania wzmocnieniem moze wiec nastapic pogorszenie pracy liniowej wzmacniacza.Moze byc mozliwe blokowanie zmieniajacych *ie charakterystyk stalopradowych sterowanej re- 2 zystancji emiterowej we wzmacniaczu o stero¬ wanym wzmocnieniu z ujemnym emiterowym sprzezenia pojemnosciowego jest niepozadane, je¬ zenia pojemnosciowego. Inaczej, do wzmacniacza I moze byc doprowadzony prad dla kompensacji zmian stailopradowych. Jednakze zastosowanie sprzezeniem zwrotnym rezystancja emilterowa, któ- zeli reaktancja pojemnosciowa bedzie wprowadza* do wzmacniacza element zalezny od czestotliwo- 10 sci, który moze ciazyc do ograniczenia zakresu dynamicznego wzmacniacza.Ponadto zastosowanie kondensatorów powodu¬ je, ze wytworzenie wzmacniacza w postaci ukla¬ du scalonego jest bardziej zlozone, poniewaz kon- 1B densatory musza byc czesto dodawane w .posta¬ ci dyskretnej. Nalezy równiez zapobiegac zasto¬ sowaniu ukladów kompensacji pradu, poniewaz po¬ woduja one dodatkowa zlozonosc przy projekto¬ waniu wzmacniaczy i daja dodatkowy szum w 20 sygnale wyjsciowym.Wazny jest równiez wsjpólczynnik sygnalu do szumu wzmacniacza, szczególnie w warunkach od¬ bioru silnych sygnalów w odbiorniku telewizyj¬ nym. W warunkach slabych sygnalów, zarówno 25 uklad strojenia jak i wzmacniacz posrednich cze¬ stotliwosci pracuja w stanie duzego wzmocnie¬ nia. We wzmacniaczu posrednich czestotliwosci o sterowanym wzmocnieniu z ujemnym emiterowym sprzezeniem zwrotnym poprzez zastosowanie sprze- 30 ra jest zródlem wytwarzania szumów we wzmac- 134 784134 3 niaczu, jest zmniejszona dla spowodowania, ze¬ by wzmacniacz mial duze wzmocnienie.W przypadku tak zmniejszonej rezystancji wy¬ twarzajacej szum, wzmacniacz posrednich czesto¬ tliwosci bedzie mial zadawalajacy wspólczynnik sygnalu do szumu. Ponadto w warunkach sla¬ bych sygnalów uklad strojenia bedziie zwykle mdal wzmocnienie rzedu 40 dB. Wspólczynnik sygnalu dla szuimu ukladu strojenia bedzie wówczas u- stalac wsipólczynnik sygnalu do szumu Nakladu posrednich czestotliwosci — ukladu strojenia.Jednakze, gdy natezenie odbieranego sygnalu telewizyjnego wzrasta, wzmocnienie wzmacniacza posrednich czestotliwosci zmniejsza sie tak, jak poprzez zwiekszenie rezystancji emitarowej wzma¬ cniacza, która zwieksza ujemne emiiiterowe sprze¬ zenie zwrotne. Zwiekszenie rezystancji emiitero- wej zwieksza zródla wytwarzania szumów w u- kladzie, które pogarszaja wspólczynnik sygnalu posrednich czestotliwosci do szumu.Jezeli odbierany sygnal ma dalej wzrastajace natezenie, uklad strojenia ma zmniejszone wzmóc- niendie i mozna osiagnac punkt, w którym wsipól¬ czynnik sygnalu do szumu ukladu strojenia jest zdominowany przez wspólczynnik sygnalu posred¬ nich czestotliwosci do szumu. Pozadane jest wiec zaprojektowanie wzmacniacza posrednich czesto¬ tliwosci tak, zeby mial optymalny wspólczynnik sygnalu do szumu w warunkach silnych sygnalów, w którym to czasie wsipólczynnik sygnalu posred¬ nich czestotliwosci do szumu ustala wspólczynnik sygnalu do szumu dla ukladu posrednich czesto¬ tliwosci — ukladu strojenia.Znany jest z opisu zgloszenia patentowego Sta¬ nów Zjednoczonych Ameryki nr 143 033 wzmac¬ niacz o sterowanym wzmocnieniu, wykorzystujacy rezystancje sterowana gradem przemiennym.Wzmacniacz o sterowanym wzmocnieniu Bawiera pierwszy tranzystor Wzmacniajacy, którego baza jast dolaczona do koncówki wejsciowej wzmac¬ niacza, kolekta* jest dolaczony do koncówki wyj¬ sciowej wzmacniacza i emiter jest dolaczony do punktu o potencjale. odniesienia. Uklad polaryza¬ cji jest dolaczony do bazy kolektora z emiterem tranzystora wzmacniajacego. Uklad automatycznej regulacji wzmocnienia jest dolaczony ~ do wejscia sterowania wzmocnieniem.Wzmacniacz wedlug wynalazku zawiera pierw¬ szy element o zmiennej iimpedancji, którego baza jest dolaczona do kolektora tranzystora wzmac¬ niajacego, kolektor jest dolaczony do punktu o potencjale odniesienia i emiter jest dolaczony do ukladu auitomatycznej regulacji wzmocnienia oraz zawiera drugi tranzystor wzmacniajacy, którego baza jest dolaczona do drugiej koncówki, wejscio¬ wej, kolektor jest dolaczony do drugiej koncówki wyjsciowej i emiter jest dolaczony do punktu o potencjale odniesienia. Uklad polaryzacji zawie¬ rajacy trzy rezystory laczy pierwszy i drugi tran¬ zystory wzmacniajace we wzmacniacz róznicowy i zawiera tez pierwszy i drugi rezystor, z których kazdy jest wlaczony miedzy kolektor pierwszego i drugiego tranzystora i zródlo potencjalu zasi¬ lania. 65 4 Uklad polaryzacji zawierajacy trzy rezystory jest wlaczony miedzy emitery tranzystorów i punkt o potencjale odniesienia oraz drugi element o zmiennej impedancjii, którego baza jest dolaczo- 5 na do kolektora drugiego tranzystora, kolektor jeist dolaczony do punktu o potencjale odniesienia i emiter jest dolaczony do ukladu aromatycznej regulacji wzmocnienia. .Dwa rezystory ukladu polaryzacji ~sa polaczo- 10 ne szeregowo a trzeci rezystor jest wlaczony mie¬ dzy wezel laczacy te dwa rezystory i punkt o potencjale odniesienia. Uklad automatycznej re¬ gulacji wzmocnienia jest dolaczony do polaczonych ze soba emiterów elementów o zmiennej impe- 15 daneji.Wzmacniacz wedlug wynalazku korzystnie za¬ wiera trzeci i czwarty tranzystor, z których kazdy ma baze dolaczona do jednej z koncówek wej¬ sciowych, emiter dolaczony do poszczególnych baz 20 pierwszego i drugiego tranzystora oraz kolektor dolaczony do zródla polaryzacji. Uklad polary¬ zacji emiterów tranzystorów zawiera kxxriden®aito(r polaczony równolegle ze skuteczna rezystancja trzech rezystorów ukladu polaryzacji.W kazdym wykonaniu wzmacniacz zawiera trze¬ ci i czwarty tranzystor, z których kazdy ma tor kolektor — emiter wlaczony miedzy poszczegóillne kolektory pierwszego i drugiego tranzystora a po¬ szczególne koncówki wyjsciowe oraz baze dola¬ czona do zródla polaryzacji poprzez rezystor i zbocznikowana przez kondensaltor dla sygnalów zmiennopradowych oraz pierwszy i drugi rezystor wlaczone miedzy poszczególne sposród koncówek wyjsciowych i zródlo polaryzacji a bazy pierw¬ szego i drugiego elementów o zmiennej impe- dancji sa dolaczone do poszczególnych sposród 'koncówek wyjsciowych. Uklad automatycznej re¬ gulacji wzmocnienia jest korzystnie modulatorem.Emitery pierwsze i drugiego elementów o amien- ^ nej impedancji sa dolaczone do modulatora.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladach wykonan na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wzmacniacz róznicowy o ste- 45 rowanym wzmocnieniu, czesciowo w postaci sche^ matu ideowego i czesciowo w postaci schematu blokowego, fig. 2 — drugie wykonanie wzmac¬ niacza, który wykorzystuje buiforowanie wejscio¬ we, czesciowo w postaci schemaitu ideowego i 50 czesciowo w postaci schematu blokowego, fig. 3 — wzmacniacz kaskadowy, czesciowo w postaci sche¬ matu ideowego i czesciowo w .postaci schematu blokowego i fig. 4 — wykresy zmian liniowych obciazenia przy sterowaniu wzmocnieniem we wzmacniaczach z fig. 1—3.Na fig. 1, jest przedstawiony wzmacniacz róz¬ nicowy o sterowanym wzmocnieniu, zawierajacy wzmacniajace tranzystory 10 i 12. Sygnal wej¬ sciowy jest dostarczany miedzy bazy tranzystorów 10 i 12 na koncówkach 32 i 34 oraz wzmocnio¬ ny sygnal wyjsciowy jest uzyskiwany miedzy ko¬ lektorami dwóch tranzystorów na koncówkach 36 i 38. Polaryzacja baz tranzystorów 10 i 12 jest dostarczana przez rezystory 22 i 24, które sa wla¬ czone miedzy poszczególne bazy i zródlo napde-134 784 6 cia polaryzacji (V). Emitery tranzystorów 10 i 12 sa polaczone razem przez dwa rezystory 26 i 28.Rezystor 30 jest wlaczony miedzy wezel 27 la¬ czacy rezystory 26 i 28 oraz punkt o potencjale odniesienia (mase).Rezystory 18 i 20 obciazenia sa wlaczone mie¬ dzy poszczególne kolektory tranzystorów 10 i 12 oraz zródlo napiecia zasilania (B+). Kolektory tranzystorów 10 i 12 sa równiez dolaczone do baz elementów 14 i 16 o sterowanych rezystan¬ cjach. Elementy 14 i 16 o sterowanych rezystan¬ cjach maja kolektory dolaczone do masy i emi¬ tery polaczone ze soba. Uklad 40 automatycznej regulacji wzmocnienia jest dolaczony do polaczo¬ nych emilterów elementów 14 i 16 o sterowanych rezystancjach i dostarcza prad Igc sterowania wzmocnieniem do przyrzadów 14 i 16.Elementy 14 i 16 o sterowanych rezystancjach moga byc tranzystorami i w zalecanym wyko¬ naniu wynalazku moga dzialac tak jak elementy sterowane pradem przemiennym. Elementy te sa skonstruowane w podobny sposób, jak pionowe tranzystory pnp, których kazdy z obszarów bazy zawiera obszar malterialu pólprzewodnikowego sa¬ moistnego (o wysokiej rezystywnosci). Ten obszar samoistny oddziela obszar emitera p+ i obszar stykowy bazy n+ na odleglosc, która jest wiek¬ sza niz droga dyfuzji nosników mniejszosciowych, wstrzykiwanych do obszaru samoistnego z ob¬ szaru emitera w odpowiedzi na przeplyw pradu Igc sterujacego wzmocnieniem od emitera do ko¬ lektora. Zlacze emiter — baza elementu dziala jak nieprostujaca dioda PIN dla sygnalów o wiel¬ kich czestotliwosciach (tzn. wiekszych niz jeden megaherc). Rezystancja zlacza emiter — baza ele¬ mentu jest modulowana przez przeplyw pradu IGC z ukladu 40 automatycznej regulacji wzmoc¬ nienia i zmniejsza sie gdy, Igc wzrasta. Wszystkie prady Igc w obwodzie emiter — kolektor elemen¬ tu sa decydujace, jedynie maly prad staly ply¬ nie w bazie elementu.Ten prad bazy nie ma znaczenia w porówna¬ niu z pradami emiterowyimi tranzystorów 10 i 12 i w zwiazku z tym nie bedzie zmieniac pola¬ ryzacji stalopradoweij tranzystorów 10 i 12.W urzadzeniu z fig. 1 imipedaincja obciazenia kolektorowego kazdego tranzystora 10 i 12 za¬ wiera rezystor 18 i 20 (przykladowo pokazany jako 1 k£) polaczony równolegle ze sterowana rezystancja baza emiter elementu 14 i 16 o sterowanej rezystancji. Zlacza baza — emiter o sterowanych rezystancjach elementów 14 i 16 sa polaczone równolegle ze stalymi rezystorami 18 i 20 obciazenia, poniewaz polaczone emitery ele¬ mentów 14 i 16 sa w srodku symetrycznej kon¬ figuracji wzmacniacza. W zwiazku z tym sygnal zerowy powstanie na tym zlaczu, gdy wejsciowe koncówki 32 i 34 odbieraja komplementarne sy¬ gnaly przeciwsobne. (Wejscie ukladu 40 automa¬ tycznej (regulacji wzmocnienia moze równiez byc omijane dla czestotliwosci sygnalowych).Sterowanie wzmocnieniem wzmacniacza jest u- zyskiwraine przez zmiane pradu Igc Wówczas, gdy prad Igc sterowania wzmocnieniem Jest zmienia¬ ny w celu zmiany wzmocnienia wzmacniacza, re¬ zystancja baza — emiter elementów 14 i 16 o sterowanej rezystancji zmienia sie i impedancja polaczenia równoleglego stalego rezystora 18 i 20 obciazenia i sterowanej rezystancji zachowuje sie jak pokazano w tablicy I./ Tablica 1 10 15 20 Zakres zmniejszenia wzmocnienia Igc [miA] Maksymalne wzmocnienie - Minimalne wzmocnienie Impedancja obciazenia [Q] 0,0 .700 0,03 400 0,096 300 0,2 207 0,37 143 0,59 104 0,85 81 1,0 73 Zmiana impedaneji obciazenia kolektorowego 25 powoduje zmiane obciazenia tranzystora wzmac¬ niajacego, jak pokazano na fig. 4. Przerywana linia 214 obciazenia reprezentuje obciazenie 700 Q i przerywana' i kropkowana liinia 212 reprezentuje obciazenie 7& Q. Minimalne obciazenie 100 Q jesfc reprezentowane przez ciagla linie 210 obciazenia.Linie obciazenia nakladaja sie na charakterystyki tranzystora wzmacniajacego objetego nawiasem 200. Zmiana linii obciazenia z 700 Q na 73 Q zapewnia w przyblizeniu 20 dB zakres sterowa¬ nia wzmocnieniem, gdy wzmocnienie napieciowe tranzystora wzmacniajacego jest obliczone jako i- loczyn ilrnpedancji obciazenia kolektorowego (linfa obciazenia) i tjranskonctafctaihjcji tranzystora wzmac¬ niajacego: 30 35 40 45 Vwzmocnienie — Zl gm ii) 55 eo W technice sterowania wzmocnieniem, przedsta¬ wionej na fig. 1 widac, ze prajd Igc sterowania wzmocnieniem stalopradowym plynie z ukladu 40 automatycznej regulacji wzmocnienia do masy przez rozdzielenie i plyniecie przez obwody emiter — kolektor elementów 14 i 16 o sterowanych rezy¬ stancjach. Jezeli jedynie bardzo mala skladowa pradu bazy tego pradu stalego plynie do kolekto¬ rów tranzystorów 10 i 12, która to skladowa nie ma znaczenia w porównaniu z pradami kolektoro¬ wymi plynacymi przez rezystory 18 i 20, polary¬ zacja stalopradowa tranzystorów 10 i 12 pozostaje stala przy sterowaniu wzmocnieniem.Jest to szczególnie korzystne, gdy kilka stopni wzmacniajacych jest polaczonych kaskadowo, po¬ niewaz zadne zmiany pradu stalego nie beda prze¬ noszone z jednego stopnia do nastepnego. Praca liniowa wzmacniacza' jeM uwydatniona, jezeli wzmacniacz nie bedzie zmieniac pracy od opty- ma/lnego, stalopradowego punktu roboczego pod¬ czas dowolnego okresu zmiany wzmocnienia.Wzmacniacz o sterowanym wzme^nieniu z fig. 1134 784 7 8 zaipewnia zwiekszony wspólczynnik sygnalu do szumu w porównaniu ze wspólczynnikiem zna¬ nego wzmacniacza o sterowanym wzmocnieniu z ujemnym emiterowym sprzezeniem zwrotnym. Jak wzmiankowano /poprzednio, wspólczynnik sygnalu do szumu we wzmacniaczu posrednich czestotli¬ wosci o sterowanym wzmocnieniu odbiornika jest najbardziej znaczacy przy silnych sygnalach (mi¬ nimalne wzmocnienie), przy czyni wspólczynnik sygnalu do szumu polaczenia uklad strojenia — wzmacniacz posrednich czestotliwosci jest zdomi¬ nowany przez wspólczynnik wzmacniacza posred¬ nich czestotliwosci. Wynikowa wartosc wspólczyn¬ nika szumu wzmacniacza posrednich czestotliwo¬ sci zalezy od zastosowanych rezystancji, gdyz re¬ zystory dzialaja jak generatory szumów w ukla¬ dzie posrednich czestotliwosci.W modulowanym wzmacniaczu z ujemnym emi- terowym sprzezeniem zwrotnym, ujemne sprze¬ zenie zwrotne jest zmniejszone przez zwieksze¬ nie rezystancji emiiterowej przy silnych sygnalach, co powoduje zmniejiszenie wzmocnienia wzmac¬ niacza. To zwiekszenie rezystancji .powoduje zwie¬ kszenie szumów we wzmacniaczu w czasie, gdy wspólczynnik sygnalu do szumu jest najbardziej krytyczny. Jednakze w urzadzeniu z fig. 1 re¬ zystancja obciazenia kolektorowego jest zmniej¬ szona dla zmiany obciazenia ZL w kierunku mniejszej wartosci przy silnych sygnalach, jak pokazano * w Tablicy I. W zwiazku z tym przy silnych sygnalach wzmocnienie wzmacniacza jest zmniejszone przez zmniejszenie rezystancji obcia¬ zenia kolektorowego, która w wyniku powoduje zmniejszenie rezystancji wytwarzajacej szum na wyjsciu wzmacniacza. W ten sposób wspólczyn¬ nik sygnalu do szumu wzmacniacza posrednich czestotliwosci jest polepszony w czasie, gdy wspól¬ czynnik sygnalu posrednich czestotliwosci do szu¬ mu staje sie najbardziej krytyczny.Jezeli .polaryzacja stalopradowa wzmacniacza po¬ zostaje stala, tranzystory 10 i 12 moga byc spola¬ ryzowane stalopradowo dla uzyskania wymaga¬ nego zakresu sterowania wzmocnieniem i chara¬ kterystyk przenoszenia sygnalu wzmacniacza. Z równania (1) widac, ze wzmocnienie jest funkcja wspólczynnika gm, który z kolei jest funkcja pra¬ du kolektorowego zgodnie z równaniem: dlc g dVbe Kt gdzie (Ic) oznacza wielkosc spoczynkowego pradu kolektorowego. Przez dobór dla urzadzenia z fig. 1 rezystorów o wlasciwych wartosciach mo¬ ga byc wybrane spoczynkowy prad kolektorowy i w wyniku tego wymagany wspólczynnik gm.Zdolnosc przenoszenia sygnalu jest równiez fun¬ kcja polaryzacji staloprajdowej. Tranzystory 10 i 12 sa zdolne do pracy liniowej dla sygnalu wej¬ sciowego o poziomie w przyblizeniu do 13 miili- woltów, dostarczonego do ich zlacz baza — emi¬ ter. Przez uwaznie dobranie polaryzacji baza — emiter i rezystorów 26 i 28, ten 13 miliwoltowy zakres .pracy liniowej moze byc rozszerzony. Dy¬ namiczna rezystancja emiterowa re tranzystorów wzmacniajacych jest funkcja stalego pradu emi¬ terowego, która zmienia sie na przyklad od oko¬ lo 70 Q (obejmujac rezystancje stykowa) przy pra¬ dzie emiterowym 0,5 mA do okolo 2-0 Q przy 3 mA.Jezeli tranzystor wzmacniajacy jest spolaryzo¬ wany wlasciwie dla pradu emiterowego w przy¬ blizeniu 1 mA, dynamiczna rezystancja emiterowa re ma wartosc w przyfoOdizeniu 40 Q i sygnal wej¬ sciowy dostarczamy do koncówki 32 lob 34 jest przykladany do tej rezystancji i emiterowego rezy¬ stora 26 lub 28. Jezeli kompementarny sygnal wej¬ sciowy jest dostarczany miejdzy koncówki 32 i 34, wezel laczacy rezystory 26 i 28 jest w srodku sy- merycznej konfiguracji, powodujac powstanie ze¬ rowego sygnalu w tym punkcie. Gdy punkt 27 jest punktem uziemienia chwilowego sygnalu, sy¬ gnal wejsciowy jest przykladany skutecznie do kazdej dynamicznej rezystancji emiiterowej re tran¬ zystora i emiterowych rezystorów 26 i 28, przy¬ kladowo ^pokazanych jako 40 Q.W tym przykladzie dynamiczna rezystancja e- miterowa re jest równa w przyblizeniu 40 Q i bedzie przenosic sygnal wejsciowy 13 mV skut¬ kiem czego dodatkowy sygnal 13 mV zostanie przy¬ lozony do rezystorów 4)0 £ 26 i 28. Wzmacniacz jest wiec zdolny do pracy bez zaklócen dla sy¬ gnalów wejsciowych do 26 mV na kazdej kon¬ cówce wejsciowej. Przez polaryzacje tranzystorów 10 i 12 dla róznych stosunków dynamicznej rezy¬ stancji emiterowej re do rezystancji emiiterowej, zdolnosc ta moze byc zwiekszona lu/b zmniejszona wedlug wymagan.W urzadzeniu z fig. 1 pojemnosc kolektor — baza tranzystorów 10 i 12 moze pogorszyc wla¬ snosci wzmacniacza przy zastosowaniu go jako stopien wzmacniajacy posrednich czestotliwosci w odbiorniku telewizyjnym. Sprzezenie zwrotne zwia¬ zane z ta pojemnoscia moze zmniejszyc wzmoc¬ nienie wzmacniacza a zmienna imipedancja na e- lektrodach wejsciowych moze odistrodc poprzednie uklady selekcyjne, które sa dolaczone do koncó¬ wek 32 i 34. W urzadzeniu z fig. 2 te zjawiska pojemnosci kolektor — baza sa zminiejlszone i sa zastosowane dodatkowe elementy. Elementy z fig* 2 spelniajace te sama funkcje jak elementy z fig. 1 nosza te same numery odnosników.W urzadzeniu z fig. 2 wzmacniajace tranzystory 10 i 12 sa buforowane na ich 'bazach na wej¬ sciach przez tranzystory 50 i 52, polaczone w u- kladzie wtórnika emiterowego. Koncówka 32 i po¬ laryzujacy rezystor 22 sa dolaczone do bazy tran¬ zystora 50, którego emiter jest dolaczony do bazy tranzystora 10 i rezystora 54. Koncówka 34 i polaryzujacy rezystor 24 sa dolaczone do bazy tranzystora 52, którego emiter jest dolaczony do bazy tranzystora 12 i do rezyisitora 56. Rezystory 54 i 56 sa polaczone ze soba i sa dolaczone do masy w (punkcie ich polaczenia jpoprzez rezystor 58.Emitery tranzystorów 10 i IZ sa polaczone ze soba przez równolegle polaczenie 60 rezystora 62 i kondensatora 64 i przez (polaczenie szeregowe re¬ zystorów 66 i 67. Polaczenie rezystorów 66 i 67 jest dolaczone do masy przez •polaczenie rówsiole- !10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60134 784 9 10 gle rezystora stykowego 68 i rezystora 69. Kolek¬ tory tranzystorów 50 i 52 sa polaczone ze soba i odbieraija napiecie zasilania ze zródla polaryzacji 70. Zródlo polaryzacji 70 dostarcza równiez napie¬ cie do rezystorów 18 i 20 obciajzenia kolektorowe¬ go. iZjawiska zwiazane z pojemnoscia kolektor — baza tranzystorów 10 i 12 wystepuja na bazach tych tranzystorów. Jednakze wynik tych zjawisk jest buforowany z wejsciowych koncówek 32 i 34 przez tranzystory 50 i 52 polaczone w ukladzte wtórnika emiterowego'. Impedancja wejsciowa . na bazach tranzystorów 50 i 52 pozostaje stala, po¬ niewaz wynik zmiany pojemnosci kolektor — baza tranzystorów 10 i 12 podczas zmiany wizmocnienia jest skutecznie dzielony przez tranzystory buforo¬ we. Poszczególne zlacza emiterów tranzystorów 50 i "52 a baz tranzystorów 10 i 12 pozostaja na sta¬ lym poziomie stalopradowym polaryzacji dzieki ~ wlaczeniu polaryzujacych rezystorów 54, 56 i 58.Polaczenie równolegle 60 zaipewnia stala imjpe- dancje emiterowa dla sygnalów zmiennopradowych dostarczanych do tranzystorów wzmacniajacych i kompensuje zjawisko rózniacych sie wartosci re¬ zystorów dla róznych ukladów. Tranzystory 10 i 12 sa spolaryzowane tak, ze kazdy ma dynamiczna rezystancje emiterowa re w przyblizeniu równa 20 Q.Polaczenie równolegle 60 przy zastosowaniu war¬ tosci elementów przykladowo pokazanych na fig. 2 ma impedancje okolo 120 Q czestotliwosciach posrednich systemu lNTSC (w przyblizeniu 50 MHz). Jezeli polaczenie równolegle 60 jest wlaczo¬ ne miedzy emitery symetrycznego wzmacniacza, chwilowy sygnal zerowy wystepuje w srodku im- pedaneji, powodujac, ze kazdy tranzystor wzmac¬ niajacy ma impedancje 60 \Q miedzy emiterem tranzystora i uziemieniem. W zwiazku z tym kaz¬ dy tranzystor wzmacniajacy moze przenosic bez zaklócen sygnal wejsciowy 50 mV, jezeli sygnal 13 mV jest przylozony do re 20 Q i sygnal 39 mV jest przylozony do im|pedancji emiterowej 60 Q.Wówczas gdy uklad z fig. 2 jest wytworzony w duzej ilosci w postaci ukladu scalonego, stosun¬ ki wartosci rezysttorow ukladu daza do stalych wartosci, lecz wartosci bezwzgledne poszczególnych rezystorów moga zmieniac sie dla róznych ukla¬ dów. Te zmiany beda mialy wplyw na obliczone wzmocnienie z równania (1), jezeli zwiekszenie wartosci rezystorów 18 i 20 obciazenia N powoduje zwiekszanie Zl, lecz równiez zmniejszenie pradu kolektorowego, który powoduje zmniejszenie wspól¬ czynnika gm, jak widac w równaniu (2). W zwiaz¬ ku z tym zmiany ZL i gm beda dazyly do wzar jemnego zamieniania ich wartosci.Jednakze w celu zmniejszenia do minimum roz¬ proszenia mocy we wzmacniaczu, wzmacniacz jest zwykle sterowany przy zagieciu górnej czesci kon¬ cowej charakteryistyki wzmocnienia w funkcji cze¬ stotliwosci dla wzmacniacza. Okazalo sie, ze zwiek¬ szenie wartosci rezystorów we wzmacniaczu po- wodufje przesuniecie punktu pracy przy mniej¬ szych czestotliwosciach, powodujac zmniejszenie wzmocnienia wzmacniacza 3 dB (przy czestotai- 10 15 20 wosciach sygnalowych. Wynikiem zastosowania kondensatora 64 jest uwydaltnienie odpowiedzi wzmacniacza przy jego nominalnej czestotliwosci roboczej, która jest w tym przykladzie równa 60 5 MHz.Jezeli wartosc rezystora 62 jeislt zwiekszona w okreslonym ukladzie scalonym, duza wartosc jego rezystancji jest zdominowana przez stosunkowo mniejsza impedancje bierna kondensatora 64, któ¬ ra ms zmienia sie znacznie. Impedancje emitero- we dla sygnalów tranzystorów 10 i 12 pozostaja wiec w dosc waskim zakresie, skuJtkiem czego za¬ pobiega sie /jakiemukolwiek zmniejlszenki znacznej wartosci ujemnego emiterowego sprzezenia zwrot¬ nego wzmacniacza dla róznych ukladów. Utrzyma¬ nie wymaganej wartosci ujemnego emiterowego sprzezenia zwrotnego zapobiega wiec znacznemu zmniejszeniu wzmocnienia wzmacniacza dla róz¬ nych ukladów.Skutkiem dzialania rezystora stykowego 68 jest kompensacja zmian beta (fi) w tranzystorach wzmacniajacych dla róznych ukladów. Jezeli p-y tranzystorów ukladu sa mniejsze niz wymagane w 25 poszczególnym ukladzie scalonym, praidy bazy tranzystorów zwiekszaja sie. W przypadku (tranzy¬ storów 50 i 52 zwiekszony prad bazy powoduje wiekszy niz wymagany spadek napiecia na rezy¬ storach 22 i 24 i w wyniku tego zmniejszaja sie 30 poziomy polaryzacji baz. Wynikiem wystapienia mniejszych poziomów polaryzacji jest zmniejsze¬ nie (pradu spoczynkowego przewodzonego przez tranzystory 10 i 12, powodujac wzrost poziomów napiecia stalego na koncówkach wyjsciowych 36 35 i 38. Wówczas, gdy kilka stopni jest polaczonych kaskadowo dla zwiekszonego wzmacniania i ste¬ rowania wzmocnieniem, w wyniku wzrostu tych napiec wyjsciowych nastapi zaklócenie polaryzacji kolejnych stopni wzmacniacza. Jednakze rezystor 40 stykowy 68 kompensuje te róznice fi, gdyz jego rezystancja zmienia sie w funkcji .fi tranzystorów ukladu. Jezeli fi okreslonego ukladu jest male, tak ze powoduje przewodzenie przez tranzystory wzmacniajace pradu o zmniejszonej wartosci, war- 45 tosc rezystora stykowego 68 'bedzie równiez mala, co powoduje zwiekszenie przeplywu pradu przez tranzystory 10 i 12, skutkiem czego zmienia sie spadek wywolany fi. W ten sposób polaryzacja wzmacniacza jest stabilizowana ze wzgledu na róz- 50 nice fi. Nominalna wartosc rezys(tora stykowego 68 jest dobrana tak, ze w polaczeniu z równoleglym rezystorem 69 bedzie zapewniala ona nominalna, wymagana polaryzacje emiterów dla tranzystorów 10 i 12. 55 Dzialanie kompensacji urzadzenia z fig. 2 jest zasadniczo takie same jak opisane w polaczeniu z fig. 1. Odmienne wykonanie, które zmniejsiza zja¬ wiska zwiazane z pojemnoscia kolektor — baza, jest pokazane na fig. 3, gdzie elementy dzialajace 60 tak samo jak elementy na fig. 2 nosza te same numery odnosników.Urzadzenie z fig. 3 posiada wyjscia polaczone kaskadowo i zawiera dodatkowo tranzystory 82 i 84 z emitorami dolaczonymi do kolektorów tran- 65 zystorów 10 i 12.134 784 11 12 Kolektor tranzystora 82 jest dolaczony do bazy elementu 14 o sterowalnej rezystancji i rezystora 13 a kolektor tranzystora 84 jest dolaczony do ba¬ zy elementu 16 o sterowanej rezystancji i rezy¬ stora 20. Bazy tranzystorów 82 i 84 sa (polaczone ze soba i sa omijane przez czestotliwosci sygna¬ lowe za pomoca kondensatora 88. Dzielnik napie¬ ciowy, zawieraijacy polaczone szeregowo rezystory 86 i 87, jest wlaczony miedzy zródlo polaryzacji 70 i mase oraz zapewnia polaryzacje bazy dla tranzystorów 82 i 84 przy polaczeniu dwóch re¬ zystorów'.W konfiguracji kaskadowej z fig. 3 tranzystory 10 i 12 dzialaja jak zródla pradowe dla emiterów tranzystorów 82 i 84. Wzmocnienie napieciowe sy¬ gnalu jest zapewnione przez tranzystory 82 i 84 a jpoziomy sygnalów na kolektorach tranzystorów 10 i 12 sa male i stale. Jezeli poziomy sygnalów na kolektorach tranzystorów 10 i 12 sa stale, nie sa podawane z .powrotem zadne zmieniajace sie napiecia sygnalowe z kolektorów do baz tranzy¬ storów 10 i 12, co oznacza, ze imjpedancje wejlscio-" we na koncówkach 32 i 34 sa stale w zakresie sterowania wzmocnieniem. Beda jednakze wyste¬ powaly zmiany sprzezenia zwrotnego kolektor — baiza przez pojemnosci kolektor — baza tranzy¬ storów 82 i 84. Jezeli 'bazy tranzystorów 82 i 84 sa omijane do uziemienia przez czestotliwosci sy¬ gnalowe, sprzezenie zwrotne nie bedzie wplywac na poziom ysygnalów na bazach i emiterach tran¬ zystorów 82 i 84 i w wyniku tego nie bedzie wtply- wac na impedancje wejsciowa wzmacniacza. Kom¬ pensacja wzmacniacza z fig. 3 dziala w podobny sposób jak w urzadzeniu z fig. 1 i 2.Uklady pokazane tulaj moga równiez dzialac jako modulatory. W celu dzialania jako modulator uklad 40 automatycznej regulacji wzmocnienia, który dostarcza prad Igc sterowania, jest zasta¬ piony przez wzmacniacz, który dostarcza" modulo¬ wany prad Igc reprezentujacy modulujacy sygnal informacyjny. Rezystancja elementów 14 i 16 o sterowanych rezystancjach jest nastepnie zmienia¬ na w funkcji tego modulowanego pradu, który zmienia wzmocnienie tranzystorów 10 i 12 (lulb tranzystorów 10, 82 i 1?, 84 polaczonych kaskado¬ wo) w funkcji informacji modulowanego ukladu.Sygnal nosny jest dostarczony miedzy koncówki wejsciowe 32 i 34, skutkiem czego jest wytwarza¬ na nosna, która ma amplitude modulowana przez informacje modulowanego pradu miedzy wyjscio¬ wymi koncówkami 36 i 38. PL PL PL PL

Claims

1. Zastrzezenia patentowe ii. Wzmacniacz o sterowanym wzmocnieniu za¬ wierajacy pierwszy tranzystor wzmacniajacy, któ¬ rego baza jest dolaczona do koncówki wejsciowej wzmacniacza, kolektor jest dolaczony do konców¬ ki wyjsciowej wzmacniacza i emiter jest dolaczo¬ ny do punktu o potencjale odnieisienia, uklad po¬ laryzacji dolaczony do bazy, kolektora i emitera tranzystora wzmacniajacego oraz uklad automa¬ tycznej regulacji wzmocnienia dolaczony do wej¬ scia sterowania wzmocnieniem, znamienny tym, ze zawiera pierwszy element (14) o zmiennej im¬ pedancji, którego baza jest dolaczona do kolek¬ tora wzmacniajacego tranzystora (10), kolektor jest dolaczony do punktu o potencjale odniesienia i e- miter jest dolaczony do ukladu (40) automatycznej 5 regulacji wzmocnienia oraz zawiera drugi wzmac¬ niajacy tranzysftor (12), którego baiza jest dolaczo¬ na do drugiej wejsciowej koncówki- (34), kolektor jest dolaczony do drugiej wyjsciowej koncówki (38) i emiter jest dolaczony do punktu o potencjale 10 odniesienia, uklad polaryzacji zawierajacy rezystor ry <26, 28, 30) laczy pierwszy i drugi wzmacnia¬ jace tranzystory (10, 12) we wzmacniacz róznico¬ wy i zawiera tez pierwlszy i drugi rezystor (18, 20), z których kazdy jest wlaczony miedzy kolek- 15 tor pierwszego i drugiego tranzystora (10, 12) i zródlo potencjalu zasilania (B+), a uklad pola-, polaczone szeregowo a trzeci rezystor (30) jest wla¬ czony miedzy emitery tranzystorów (10, 12) i punkt o potencjale odniesienia oraz drugi element (16) 20 o^zmiiennej impedancji, którego baza jest dolaczo- *"na do kolektora drugiego tranzystora (12), kolek¬ tor jest dolaczony do .punktu o potencjale/odnie- * sienia i emiter jest dolaczony do ukladu (40) au¬ tomatycznej regulacji wzmocnienia.

2. Wzmacniacz wedlug zaistrz. 1, znamienny tym, ze dwa rezystory (26, 28) ukladu polaryzacji sa poaczone szeregowjo a trzeci rezystor (30) jest wla¬ czony miedzy wezel laczacy te dwa rezystory (26, 28) i punkt o potencjale odniesienia. 30 3.

3. Wzmacniacz wedlug zaiste, 1, znamienny tym, ze uklad (40) automatycznej regulacji wzmocnie¬ nia jest dolaczony do polaczonych ze soba emi¬ terów elementów (14, 16) o zmiennej impedancji. 35 4.

4. Wzmacniacz wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera trzeci i czwarty tranzystor (50, 52), z których kazdy ma baze dolaczona do jednej z wejsciowych koncówek (32, 34), emiter dolaczony do poszczególnych baz pierwszego i drugiego tran- 4Q zystora (10, 12) oraz kolektor dolaczony do zródla polaryzacji (70), 0.

5. Wzmacniacz wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze uklad polaryzacji emiterów tranzystorów (10,12) zawiera kondensaJtor (64) polaczony równolegle sku- 45 teczna rezystancja pierwszego rezystora (36), dru¬ giego rezystora (28) i trzeciego rezystora (30).

6. Wzmacniacz wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera trzeci i czwarty tranzystor (82, 84), z których kazdy ma tor kolektor-emrter wlaczony 50 miedzy .poszczególne kolektory pierwszego i dru¬ giego tranzystora (10, 12) a poszczególne wyjscio¬ we koncówki (36, 38) oraz baze dolaczona do zró¬ dla polaryzacji (70) poprzez rezystor (86) i zbocz-- nikowana przez komdemsaltor (88) dla sygnalów M zmiennopradowych oraz pierwszy i drugi rezystor (18, 20) wlaczone miedzy poszczególne sposród wyjsciowych koncówek (36, 38) i zródlo polaryzacji (70) a bazy pierwszego i drugiego elementów (14, 16) o zmiennej impedancji sa dolaczone do po- «o szczególnych sposród wyjsciowych koncówek (36,38),

7. Wzmacniacz wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze uklad (40). automatycznej; regulacji wzmocnie¬ nia jest moclulaltorem a emitery pierwszego i dru¬ giego przyrzadu (14, 16) o zmiennej impedancji sa *• dolaczone do modulatora.134 784 18 -40 36i 22 4 261 ii uj—'—HO 4on 27? 4oa i2^j—*^.j» r* 28 3o-| won F/G I 6k [f68 _£-58 ^69 /76 £134 784 1 70 L40 48* i k I i 5f FfG* 3 32\ VBJAS 82 ^38 ¦^3S l~io 60SI 720/1 £.66 62 720ilJ.67 720AT69 ST VBWS L r24 120 i-c Ic 12 F^S A 210 ^212 XJ Lnomr £ ¦214 ^ V^ vwm T 200 /"/ ¦Vc DN-3, zam. 784/85 Cena 100 zl PL PL PL PL