RU2298282C2 - Push-pull power amplifier - Google Patents
Push-pull power amplifier Download PDFInfo
- Publication number
- RU2298282C2 RU2298282C2 RU2002126377/09A RU2002126377A RU2298282C2 RU 2298282 C2 RU2298282 C2 RU 2298282C2 RU 2002126377/09 A RU2002126377/09 A RU 2002126377/09A RU 2002126377 A RU2002126377 A RU 2002126377A RU 2298282 C2 RU2298282 C2 RU 2298282C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transistor
- resistor
- diode
- collector
- base
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники, в частности к двухтактным усилителям мощности, и может найти применение в качестве выходного каскада усилителей высокой точности (линейности).The invention relates to the field of radio engineering, in particular to push-pull power amplifiers, and can find application as an output stage of high-precision amplifiers (linearity).
Известен двухтактный усилитель мощности без отсечки токов плеч в режиме АВ, чем обеспечивается снижение коммутационных искажений, возникающих при переключении плеч. Он содержит (см. фиг.1) собственно усилитель мощности, выполненный по модифицированной двухтактной комплиментарной схеме Дарлингтона на транзисторах VT1, VT2, VT7, VT8, резисторах R1, R6, R7 и источниках напряжения смещения Uсм1, Ucм2, a также схемы, предотвращающие отсечку тока выходных транзисторов VT7, VT8, собранные на транзисторах VT3, VT4, VT5, VT6, диодах VD1, VD2, резисторах R2, R3, R4, R5 и источниках напряжения Uсм3, Uсм4. При положительной полуволне входного сигнала напряжение база - эмиттер транзистора VT8 уменьшается, транзисторы VT4, VT6 открываются и на базу VT8 поступает предотвращающее отсечку эмиттерного тока дополнительное напряжение. Аналогично предотвращается отсечка тока транзистора VT7 при отрицательной полуволне полезного сигнала (Ломакин А., Паршин Б. Коммутационные искажения в усилителях мощности ЗЧ. - Радио, 1987, №9, стр.35, рис.1).Known push-pull power amplifier without cutting off the currents of the shoulders in the AB mode, thereby reducing switching distortions that occur when switching shoulders. It contains (see Fig. 1) the power amplifier itself, made according to a modified Darlington push-pull complementary circuit based on transistors VT1, VT2, VT7, VT8, resistors R1, R6, R7 and bias voltage sources Ucm1, Ucm2, as well as circuits that prevent cutoff current output transistors VT7, VT8, assembled on transistors VT3, VT4, VT5, VT6, diodes VD1, VD2, resistors R2, R3, R4, R5 and voltage sources Usm3, Usm4. With a positive half-wave of the input signal, the base-emitter voltage of the VT8 transistor decreases, the transistors VT4, VT6 open and additional voltage is supplied to the VT8 base, which prevents the emitter current from being cut off. Similarly, the current cutoff of the VT7 transistor is prevented when the half-wave of the useful signal is negative (Lomakin A., Parshin B. Switching distortion in power amplifiers З. - Radio, 1987, No. 9, p. 35, Fig. 1).
Еще известен двухтактный усилитель мощности без отсечки токов плеч в режиме АВ, построенный (см. фиг.2) также на основе комплиментарных составных эмиттерных повторителей. К собственно усилителю мощности относятся транзисторы VT1, VT3, VT5 (верхнее по схеме плечо) и VT2, VT4, VT6 (нижнее по схеме плечо), эмиттерные резисторы R1, R2, R3, R4, R5, источник напряжения смещения Uсм1 и источник тока I0, служащийся динамической нагрузки для предшествующего каскада усиления. Схема коммутации и предотвращения отсечки токов плеч выполнена на диодах VD1, VD2, VD3, VD4, источниках напряжения Uсм2, Uсм3 и источниках тока I1, I2. При положительной полуволне входного сигнала диоды VD2, VD3 закрыты, и поэтому он передается на выход через эмиттерный повторитель на транзисторе VT1, открытый диод VD1 и составной эмиттерный повторитель на транзисторах VT3, VT5. При этом напряжение смещения на базе транзистора VT4 через открытый диод VD4 поддерживается на нижнем пределе Uсм3 - UvD4, где UvD4 - падение напряжения на открытом диоде VD4. При отрицательной полуволне входного сигнала диоды VD1 и VD4 закрыты, через эмиттерный повторитель на транзисторе VT2, открытый диод VD2 и составной эмиттерный повторитель на транзисторах VT4, VT6 сигнал поступает на выход, а открытый диод VD3 предотвращает отсечку тока транзисторов VT3, VT5 (Шкритек П. Справочное руководство по звуковой схемотехнике. М.: Мир, 1991, стр.207, 208, рис. 13.6.3,а).Another known push-pull power amplifier without cutting off the currents of the arms in the AB mode, built (see figure 2) also based on complementary composite emitter repeaters. The power amplifier itself includes transistors VT1, VT3, VT5 (upper arm according to the circuit) and VT2, VT4, VT6 (lower arm according to the circuit), emitter resistors R1, R2, R3, R4, R5, bias voltage source Ucm1 and current source I0 serving the dynamic load for the preceding gain stage. The circuit for switching and preventing the cutoff of the currents of the arms is made on diodes VD1, VD2, VD3, VD4, voltage sources Ucm2, Ucm3 and current sources I1, I2. With a positive half-wave of the input signal, the diodes VD2, VD3 are closed, and therefore it is transmitted to the output through the emitter follower on the transistor VT1, the open diode VD1 and the composite emitter follower on the transistors VT3, VT5. In this case, the bias voltage based on the transistor VT4 through the open diode VD4 is maintained at the lower limit of Ucm3 - UvD4, where UvD4 is the voltage drop across the open diode VD4. With a negative half-wave of the input signal, the diodes VD1 and VD4 are closed, through the emitter follower on the transistor VT2, the open diode VD2 and the composite emitter follower on the transistors VT4, VT6, the signal is output, and the open diode VD3 prevents the current cutoff of the transistors VT3, VT5 (Shkretek P. Reference Guide for Sound Circuitry, Moscow: Mir, 1991, p. 207, 208, Fig. 13.6.3, a).
Рассмотренные выше (на фиг.1, 2) двухтактные усилители мощности основаны на комплиментарных составных эмиттерных повторителях. Из уровня техники известны также двухтактные усилители мощности, комплиментарные плечи которых образованы последовательно соединенными каскадами, выполненными по схеме с общим эмиттером.The push-pull power amplifiers discussed above (in FIGS. 1, 2) are based on complementary composite emitter repeaters. Push-pull power amplifiers are also known from the prior art, the complementary arms of which are formed by series-connected cascades made according to a circuit with a common emitter.
Так, например, известен усилитель (см. фиг.3), верхнее (нижнее) по схеме плечо которого состоит из последовательно соединенных каскадов с общим эмиттером на транзисторах VT1 (VT2) и VT3 (VT4). Резисторы R1, R2 служат нагрузкой для предшествующего каскада раскачки указанных плеч. Источник напряжения смещения на диодах VD1, VD2 задает ток покоя транзисторов VT1, VT2, стабилизируемый резисторами R3, R4 в их эмиттерах (Ежков Ю. Справочник по схемотехнике усилителей. - Омск: Юридический институт МВД России, 1996, стр.103, рис.7.15,б).So, for example, an amplifier is known (see Fig. 3), the upper (lower) arm of which consists of cascades connected in series with a common emitter on transistors VT1 (VT2) and VT3 (VT4). Resistors R1, R2 serve as a load for the previous cascade of buildup of these shoulders. The bias voltage source on the diodes VD1, VD2 sets the quiescent current of the transistors VT1, VT2, stabilized by the resistors R3, R4 in their emitters (Yuzhkov Yu. Handbook of amplifier circuitry. - Omsk: Law Institute of the Ministry of Internal Affairs of Russia, 1996, p. 103, Fig. 7.15 b).
В качестве прототипа выбран двухтактный усилитель мощности (см. фиг.4), верхнее (нижнее) по схеме плечо которого образовано последовательно соединенными каскадами с общим эмиттером на транзисторах VT2 (VT3) и VT4 (VT5). К коллекторам выходных транзисторов VT4 и VT5 подключена нагрузка Rн. Источник напряжения смещения Uсм, включенный между базами транзисторов VT2, VT3, задает их ток покоя, стабилизируемый эмиттерными резисторами R2, R3. Источником тока сигнала, раскачивающим комплиментарные плечи усилителя, служит транзистор VT1, коллектор которого нагружен на последовательно включенные источник Uсм и резистор R1. При положительной полуволне тока сигнала транзисторы VT3, VT5 закрыты и его усиление обеспечивают транзисторы VT2 и VT4 в ~R1/R2 и h21_VT4 раза соответственно, где h21_VT4 - коэффициент передачи тока транзистора VT4 в схеме с общим эмиттером. Таким образом, в нагрузке Rн протекает усиленный в (R1/R2)×h21_VT4 раза ток сигнала. При отрицательной полуволне тока сигнала транзисторы VT2, VT4 закрыты и его усиление в (R1/R3)×h21_VT5 раза обеспечивают транзисторы VT3, VT5, где h21_VT5 - коэффициент передачи тока транзистора VT5 в схеме с общим эмиттером (Алексеев Ю. Бытовая радиоприемная и звуковоспроизводящая аппаратура (модели 1987, 1988 гг.): Справочник. - М.: Радио и связь, 1991, стр.22, рис.1.9,б).As a prototype, a push-pull power amplifier was selected (see Fig. 4), the upper (lower) arm of which is formed by series-connected cascades with a common emitter on transistors VT2 (VT3) and VT4 (VT5). A load Rн is connected to the collectors of the output transistors VT4 and VT5. The bias voltage source Ucm, connected between the bases of transistors VT2, VT3, sets their quiescent current, stabilized by emitter resistors R2, R3. The signal current source, swinging the complementary arms of the amplifier, is the transistor VT1, the collector of which is loaded on a series-connected source Ucm and resistor R1. With a positive half-wave of the signal current, the transistors VT3, VT5 are closed and its amplification is provided by the transistors VT2 and VT4 by ~ R1 / R2 and h21_VT4 times, respectively, where h21_VT4 is the current transfer coefficient of the transistor VT4 in a circuit with a common emitter. Thus, a signal current amplified in (R1 / R2) × h21_VT4 times flows in the load Rн. At a negative half-wave of the signal current, the transistors VT2, VT4 are closed and its amplification (R1 / R3) × h21_VT5 times is provided by the transistors VT3, VT5, where h21_VT5 is the current transfer coefficient of the VT5 transistor in a circuit with a common emitter (Alekseev Yu. Household radio and sound reproducing equipment (Models 1987, 1988): Handbook. - M.: Radio and Communications, 1991, p. 22, Fig. 1.9, b).
Поскольку в усилителях последнего рассмотренного типа (представленных на фиг.3, 4) не обеспечивается работа без отсечки токов плеч в режиме АВ, при создании изобретения в целях снижения коммутационных искажений в усилителях данного типа решалась задача обеспечения такого рода их работы (с предотвращением отсечки). Формально указанная задача классифицируется как "расширение арсенала технических средств определенного назначения" (Пункт 3.2.4.3 Правил составления, подачи и рассмотрения заявки на выдачу патента на изобретение, утвержденных приказом Роспатента №82 от 17.04.98 г.).Since the amplifiers of the last considered type (shown in Figs. 3, 4) do not provide operation without cutting off the currents of the arms in the AB mode, when creating the invention in order to reduce switching distortions in the amplifiers of this type, the task of ensuring this kind of their work was solved (with preventing cutoff) . Formally, this task is classified as "expanding the arsenal of technical means of a certain purpose" (Clause 3.2.4.3 of the Rules for Compiling, Filing and Considering an Application for a Patent for an Invention, approved by Order of Rospatent No. 82 of 04.17.98).
Поставленная цель достигается в результате того, что в двухтактном усилителе мощности (см. фиг.4), содержащем источник тока сигнала на транзисторе (VT1) р-n-р типа, к коллектору которого подключен положительным полюсом источник напряжения смещения (Uсм), транзистор (VT2) n-р-n типа, эмиттер которого через резистор (R2) соединен с нулевым проводом питания, транзистор (VT3) р-n-р типа, эмиттер которого через резистор (R3) соединен с нулевым проводом питания, транзистор (VT4) р-n-р типа, база которого соединена с коллектором транзистора (VT2), а эмиттер - с положительным проводом питания, транзистор (VT5) n-р-n типа, база которого соединена с коллектором транзистора (VT3), эмиттер - с отрицательным проводом питания, а коллектор - с коллектором транзистора (VT4) и одним из выводов нагрузки (Rн), другой вывод которой соединен с нулевым проводом питания, а также резистор (R1), предусмотрены следующие конструктивные отличия (см. фиг.5):This goal is achieved as a result of the fact that in a push-pull power amplifier (see Fig. 4) containing a signal current source on a transistor (VT1) of a pnp type, to the collector of which a bias voltage source (Ucm), a transistor is connected to the positive pole (VT2) n-pn type, the emitter of which is connected to the neutral power wire through the resistor (R2), transistor (VT3) is the n-p-type, whose emitter is connected to the neutral power wire through the resistor (R3), transistor (VT4 ) pnp type, the base of which is connected to the collector of the transistor (VT2), and the emitter to the positive power supply wire, transistor (VT5) of the n-pn type, the base of which is connected to the collector of the transistor (VT3), the emitter to the negative power wire, and the collector to the collector of the transistor (VT4) and one of the load terminals (Rн), the other terminal of which is connected to the neutral power wire, as well as the resistor (R1), the following design differences are provided (see Fig. 5):
1) введен диод (VD1), соединенный анодом с базой транзистора (VT3) и первым выводом резистора (R1), второй вывод которого подключен к нулевому проводу питания, катод диода (VD1) соединен с отрицательным полюсом источника (Uсм);1) a diode (VD1) is introduced, connected by the anode to the base of the transistor (VT3) and the first output of the resistor (R1), the second output of which is connected to the zero power wire, the cathode of the diode (VD1) is connected to the negative pole of the source (Ucm);
2) введен источник постоянного или сигнального тока (I0), положительный полюс которого соединен с отрицательным проводом питания, а отрицательный полюс - с отрицательным полюсом источника (Uсм);2) a constant or signal current source (I0) is introduced, the positive pole of which is connected to the negative power wire, and the negative pole to the negative pole of the source (Ucm);
3) введен источник постоянного тока (I1), положительный полюс которого соединен с отрицательным проводом питания, а отрицательный - с базой транзистора (VT3);3) a direct current source (I1) is introduced, the positive pole of which is connected to the negative power wire, and the negative pole to the base of the transistor (VT3);
4) введен диод (VD2), соединенный анодом с коллектором транзистора (VT1), а катодом - с базой транзистора (VT2);4) a diode (VD2) is introduced, connected by the anode to the collector of the transistor (VT1), and the cathode - with the base of the transistor (VT2);
5) введен резистор (R4), первый вывод которого соединен с базой транзистора (VT2), а второй - с нулевым проводом питания;5) a resistor (R4) is introduced, the first output of which is connected to the base of the transistor (VT2), and the second - with a neutral power wire;
6) введен источник постоянного тока (I2), отрицательный полюс которого соединен с положительным проводом питания, а положительный - с базой транзистора (VT2).6) a direct current source (I2) is introduced, the negative pole of which is connected to the positive power wire, and the positive pole to the base of the transistor (VT2).
Возможны следующие два частных случая выполнения предложенного усилителя.The following two particular cases of the implementation of the proposed amplifier are possible.
1) Исходный усилитель, отличающийся тем, что анод диода (VD1) соединен с первым выводом резистора (R1) через введенный транзистор (VT6) р-n-р типа в диодном включении, база и коллектор которого являются катодом диода и соединены с анодом диода (VD1), а эмиттер, являющийся анодом диода, - с первым выводом резистора (R1), первый вывод резистора (R4) соединен с базой транзистора (VT2) через введенный транзистор (VT7) n-р-n типа в диодном включении, база и коллектор которого являются анодом диода и соединены с базой транзистора (VT2), а эмиттер, являющийся катодом диода, - с первым выводом резистора (R4). При этом достигается дополнительный технический результат, состоящий в повышении термостабильности тока покоя плеч усилителя.1) An initial amplifier, characterized in that the anode of the diode (VD1) is connected to the first output of the resistor (R1) through an inserted transistor (VT6) of the pnp type in the diode inclusion, the base and collector of which are the cathode of the diode and are connected to the anode of the diode (VD1), and the emitter, which is the anode of the diode, with the first output of the resistor (R1), the first output of the resistor (R4) is connected to the base of the transistor (VT2) through the input transistor (VT7) n-p-n type in the diode inclusion base and the collector of which is the anode of the diode and connected to the base of the transistor (VT2), and the emitter, which is the cathode of the diode, - with the first output of the resistor (R4). This achieves an additional technical result, consisting in increasing the thermal stability of the quiescent current of the arms of the amplifier.
2) Исходный усилитель или усилитель в первом частном случае выполнения, отличающийся тем, что введен резистор (R5), один из выводов которого соединен с коллектором транзистора (VT3), а другой - с отрицательным проводом питания, введен резистор (R6), один из выводов которого соединен с коллектором транзистора (VT2), а другой - с положительным проводом питания, эмиттер транзистора (VT5) соединен с отрицательным проводом питания через введенный резистор (R7), эмиттер транзистора (VT4) соединен с положительным проводом питания через введенный резистор (R8). Таким образом, достигаются дополнительные технические результаты, состоящие в повышении термостабильности тока покоя выходных транзисторов VT4, VT5 и стабильности коэффициента передачи тока усилителя.2) The original amplifier or amplifier in the first particular case of execution, characterized in that a resistor (R5) is introduced, one of the terminals of which is connected to the collector of the transistor (VT3), and the other to a negative power wire, a resistor (R6) is inserted, one of the terminals of which are connected to the collector of the transistor (VT2), and the other to the positive power wire, the emitter of the transistor (VT5) is connected to the negative power wire through the input resistor (R7), the emitter of the transistor (VT4) is connected to the positive power wire through the input resistor (R8 ) Thus, additional technical results are achieved, consisting in increasing the thermal stability of the quiescent current of the output transistors VT4, VT5 and the stability of the current transfer coefficient of the amplifier.
К собственно схеме коммутации и предотвращения отсечки токов плеч в предложенном усилителе (см. фиг.5) относятся диоды VD1, VD2, источники токов I0, I1, I2 и резисторы R1, R4. К этой схеме по технической сущности наиболее близка схема аналогичного назначения в рассмотренном выше усилителе, представленном на фиг.2. Общим в указанных схемах является то, что коммутацию плеч, т.е. их переключение из активного режима в пассивный и обратно, осуществляют диоды VD1, VD2. К существенным отличиям сравниваемых схем можно отнести следующее.The actual circuit switching and preventing the cutoff of the currents of the shoulders in the proposed amplifier (see figure 5) include diodes VD1, VD2, current sources I0, I1, I2 and resistors R1, R4. To this circuit, by technical nature, the closest circuit is for a similar purpose in the above amplifier, shown in Fig.2. Common in these schemes is that the switching of the shoulders, i.e. their switching from active to passive mode and vice versa is carried out by diodes VD1, VD2. The significant differences between the compared schemes include the following.
I. В усилителе на фиг.2 процесс переключения диодов VD1, VD2 управляется напряжением, а именно разностью, в первом приближении, напряжений на входе и выходе усилителя (входное напряжение передается на левые по схеме выводы диодов через эмиттерные повторители на транзисторах VT1, VT2, а выходное, с точностью до падения напряжения на эмиттерных переходах и резисторах R4, R5, - на правые выводы через составные повторители напряжения на транзисторах VT3, VT5 и VT4, VT6). В предложенном же усилителе процесс переключения диодов VD1, VD2 управляется током, а именно сигнальным током, поступающим с коллектора транзистора VT1. Данный режим управления диодами обеспечен благодаря замене коллекторной нагрузки транзистора VT1 с резистивной (резистор R1 в схеме прототипа на фиг.4) на динамическую (источник тока I0 на фиг.5).I. In the amplifier in Fig. 2, the switching process of the diodes VD1, VD2 is controlled by the voltage, namely, the difference, to a first approximation, of the voltages at the input and output of the amplifier (the input voltage is transmitted to the left-side diode outputs through emitter followers on transistors VT1, VT2, and the output, up to a voltage drop at the emitter junctions and resistors R4, R5, to the right pins through the compound voltage followers on transistors VT3, VT5 and VT4, VT6). In the proposed amplifier, the process of switching the diodes VD1, VD2 is controlled by the current, namely, the signal current coming from the collector of the transistor VT1. This diode control mode is ensured by replacing the collector load of the transistor VT1 from resistive (resistor R1 in the prototype circuit in FIG. 4) to dynamic (current source I0 in FIG. 5).
II. В сравниваемых схемах цепи, предотвращающие отсечку токов плеч, отличаются по построению и порядку работы. В усилителе на фиг.2 указанная цепь для верхнего (нижнего) плеча содержит источник напряжения Ucм2 (Uсм3), диод VD3 (VD4), источник тока I1 (I2) и имеет две характерные особенности. Во-первых, напряжение смещения, препятствующее отсечке тока транзистора VT3 (VT4), формируется на его базе источником напряжения - последовательно соединенными источником Uсм2 (Uсм3) и диодом VD3 (VD4). Во-вторых, указанное напряжение смещения подается на базу транзистора VT3 (VT4) динамически, только при отрицательной (положительной) полуволне входного сигнала, а соответствующую коммутацию осуществляет диод VD3 (VD4). В предложенном же усилителе (см. фиг.5) цепь, предотвращающая отсечку тока верхнего (нижнего) плеча, состоит из источника тока I2 (I1) и резистора R4 (R1). В отличие от рассмотренной выше цепи аналогичного назначения усилителя на фиг.2, в данном случае, во-первых, напряжение смещения, препятствующее отсечке тока транзистора VT2 (VT3), формируется на его базе не источником напряжения, а за счет падения напряжения на резисторе R4 (R1) при протекании тока от источника I2 (I1), и, во вторых, обусловленная указанным напряжением смещения составляющая в токах верхнего (нижнего) плеча представляет собой постоянный ток, т.е. не коммутируется.II. In the compared schemes, the circuits that prevent the cutoff of the currents of the shoulders differ in construction and order of operation. In the amplifier in figure 2, the specified circuit for the upper (lower) arm contains a voltage source Ucm2 (Ucm3), a diode VD3 (VD4), a current source I1 (I2) and has two characteristic features. First, the bias voltage, which prevents the current cutoff of the transistor VT3 (VT4), is formed on its base by a voltage source - a series-connected source of Ucm2 (Ucm3) and a diode VD3 (VD4). Secondly, the indicated bias voltage is supplied to the base of the transistor VT3 (VT4) dynamically, only with a negative (positive) half-wave of the input signal, and the corresponding switching is performed by the diode VD3 (VD4). In the proposed amplifier (see Fig. 5), the circuit preventing current cutoff of the upper (lower) arm consists of a current source I2 (I1) and a resistor R4 (R1). In contrast to the circuit of the similar purpose of the amplifier in Fig. 2 considered above, in this case, firstly, the bias voltage, which prevents the current cutoff of the transistor VT2 (VT3), is formed on its base not by a voltage source, but due to a voltage drop across the resistor R4 (R1) when current flows from the source I2 (I1), and, secondly, the component due to the indicated bias voltage in the currents of the upper (lower) arm is a constant current, i.e. not switched.
Техническая сущность и принцип действия аналогов, прототипа и предложенного усилителя поясняются чертежами, на которыхThe technical essence and principle of operation of analogues, prototype and the proposed amplifier are illustrated by drawings, in which
фиг.1 - усилитель, в котором реализован аналогичный обеспечиваемому в предложенном устройстве род работы - без отсечки токов плеч в режиме АВ;figure 1 - amplifier, which implements the same type of work provided in the proposed device - without cutting off the currents of the shoulders in the AV mode;
фиг.2 - усилитель, в котором схема коммутации и предотвращения отсечки токов плеч наиболее близка к схеме аналогичного назначения в предложенном устройстве;figure 2 - amplifier, in which the circuit switching and preventing the cutoff of the currents of the shoulders is closest to the circuit for a similar purpose in the proposed device;
фиг.3 - усилитель - аналог предложенного устройства;figure 3 - amplifier is an analogue of the proposed device;
фиг.4 - усилитель - прототип предложенного устройства;figure 4 - amplifier is a prototype of the proposed device;
фиг.5 - предложенное устройство;figure 5 - the proposed device;
фиг.6 - вариант предложенного устройства с повышенной термостабильностью тока покоя;6 is a variant of the proposed device with high thermal stability of the quiescent current;
фиг.7 - вариант предложенного устройства с повышенными термостабильностью тока покоя и стабильностью коэффициента усиления;Fig.7 is a variant of the proposed device with increased thermal stability of the quiescent current and the stability of the gain;
фиг.8 - пример реализации в предложенном устройстве коллекторной цепи транзистора VT1;Fig - an example implementation in the proposed device the collector circuit of the transistor VT1;
фиг.9 - пример реализации в предложенном устройстве цепей, предотвращающих отсечку токов плеч.Fig.9 is an example implementation in the proposed device circuits that prevent the cutoff of the currents of the shoulders.
В качестве примера осуществления предложенного усилителя приведем возможный вариант его принципиальной схемы (фиг.5, 8, 9), основанной на принципиальной схеме прототипа (Алексеев Ю. Бытовая радиоприемная и звуковоспроизводящая аппаратура (модели 1987, 1988 гг.): Справочник. - М.: Радио и связь, 1991, стр.22, рис.1.9,б). В соответствии с принципиальной схемой прототипа R1=1,2 к, R2=R3=82 Ом, а источник напряжения смещения Uсм может быть выполнен на транзисторе VT8 по схеме, показанной на фиг.8. На этой фигуре показана также возможная реализация генератора тока I0 - димамической нагрузки коллектора транзистора VT1. Генератор I0 выполнен на транзисторе VT9 по обычной схеме (Ежков Ю. Справочник по схемотехнике усилителей. - Омск: Юридический институт МВД России, 1996, стр.51, рис.5.2) и при приведенных на фиг.8 номиналах его элементов обеспечивает в коллекторной цепи транзистора VT1 примерно такой же ток, как и в схеме прототипа, около 1,3 мА. В данных и последующих расчетах полагалось, что падение напряжения на прямосмещенных диодах и переходах база - эмиттер транзисторов составляет 0,55 в, источники питания обеспечивают напряжение +Uпит=+4,5 в, -Uпит=-4,5 В, а коэффициенты передачи тока транзисторов в схеме с общим эмиттером равны 100. На фиг.9 показана возможная реализация в предложенном усилителе цепей, предотвращающих отсечку токов плеч. В этих цепях сопротивление резистора R4 выбрано равным R1, а генераторами токов I1, I2 служат переменные резисторы R9, R10 номиналом по 12 К. Переменными резисторами устанавливается нижний предел напряжения смещения на базах транзисторов VT2, VT3 и в результате указанной регулировки их сопротивление составит около 8,6 К.As an example of the implementation of the proposed amplifier, we give a possible version of its circuit diagram (Fig. 5, 8, 9), based on the circuit diagram of the prototype (Alekseev Yu. Household radio and sound reproducing equipment (models 1987, 1988): Reference book. - M. : Radio and communications, 1991, p. 22, fig. 1.9, b). In accordance with the circuit diagram of the prototype R1 = 1.2 k, R2 = R3 = 82 Ohms, and the bias voltage source Ucm can be performed on the transistor VT8 according to the circuit shown in Fig. 8. This figure also shows a possible implementation of the current generator I0 - dimamic load of the collector of transistor VT1. The I0 generator is made on the VT9 transistor in the usual way (Yuzhkov Yu. Handbook of amplifier circuitry. - Omsk: Law Institute of the Ministry of Internal Affairs of Russia, 1996, p. 51, Fig. 5.2) and, with the values of its elements shown in Fig. 8, provides in the collector circuit transistor VT1 is about the same current as in the prototype circuit, about 1.3 mA. In the data and subsequent calculations, it was assumed that the voltage drop across the directly biased diodes and base-emitter transistors is 0.55 V, the power supplies provide + Upit = + 4.5 V, -Upit -4.5 V, and the transmission coefficients the current of the transistors in the circuit with a common emitter is equal to 100. Figure 9 shows a possible implementation in the proposed amplifier circuits that prevent cutoff of the currents of the shoulders. In these circuits, the resistance of the resistor R4 is chosen equal to R1, and the current generators I1, I2 are variable resistors R9, R10 with a nominal value of 12 K. Variable resistors set the lower limit of the bias voltage at the bases of transistors VT2, VT3 and as a result of this adjustment, their resistance will be about 8 , 6 K.
Усилитель работает следующим образом. При положительной полуволне тока сигнала, поступающего с коллектора транзистора VT1, диод VD1 закрыт и напряжение смещения на базе транзистора VT3 поддерживается на предотвращающем его отсечку нижнем пределе, установленном резистором R9. Протекающий через открытый диод VD2 ток сигнала усиливается каскадами с общим эмиттером на транзисторах VT2 и VT4 в ~(R4||R10)/R2 и h21_VT4 раза соответственно*. (*|| - символ, известный из уровня техники и обозначающий параллельное соединение резисторов. Здесь и далее по тексту он используется для обозначения сопротивления параллельно соединенных резисторов, т.е., например, R4||R10=R4×R10/(R4+R10). В результате усиленный в ((R4||R10)/R2)×h21_VT4 раза ток сигнала поступает с коллектора VT4 в нагрузку Rн. При отрицательной полуволне сигнала аналогично предотвращается отсечка тока верхнего по схеме плеча, а усиленный в ((R1||R9)/R3)×h21_VT5 раза ток поступает в нагрузку с коллектора транзистора VT5. Расчеты коэффициентов передачи по току прототипа и предложенного усилителя показывают, что они примерно одинаковы для описанных схем и составляют 1460 и 1280 соответственно.The amplifier operates as follows. With a positive half-wave of the current signal coming from the collector of transistor VT1, the diode VD1 is closed and the bias voltage on the basis of transistor VT3 is maintained at the lower limit that prevents it from being cut off, set by resistor R9. The signal current flowing through an open diode VD2 is amplified by stages with a common emitter on transistors VT2 and VT4 ~ (R4 || R10) / R2 and h21_VT4 times, respectively * . ( * || is a symbol known from the prior art and denotes parallel connection of resistors. Hereinafter, it is used to denote the resistance of parallel connected resistors, i.e., for example, R4 || R10 = R4 × R10 / (R4 + R10). As a result, the signal current amplified by ((R4 || R10) / h21_VT4 times) flows from the VT4 collector to the load Rн. With a negative half-wave of the signal, the current cutoff from the upper arm is similarly prevented, and amplified by ((R1 | | R9) / R3) × h21_VT5 times the current enters the load from the collector of the VT5 transistor. current prototype and the proposed amplifier show that they are about the same for the described circuits constitute 1460 and 1280 respectively.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002126377/09A RU2298282C2 (en) | 2002-10-03 | 2002-10-03 | Push-pull power amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002126377/09A RU2298282C2 (en) | 2002-10-03 | 2002-10-03 | Push-pull power amplifier |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002126377A RU2002126377A (en) | 2004-04-20 |
| RU2298282C2 true RU2298282C2 (en) | 2007-04-27 |
Family
ID=38107102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002126377/09A RU2298282C2 (en) | 2002-10-03 | 2002-10-03 | Push-pull power amplifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2298282C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2519348C1 (en) * | 2013-05-14 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Controlled amplifier and analogue signal mixer based on darlington differential stage |
| RU2579302C1 (en) * | 2015-03-23 | 2016-04-10 | Евгений Владимирович Ширяев | Sound power amplifier |
| RU192244U1 (en) * | 2019-07-01 | 2019-09-10 | Александр Евгеньевич Китаев | TWO-POWER POWER AMPLIFIER |
-
2002
- 2002-10-03 RU RU2002126377/09A patent/RU2298282C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2519348C1 (en) * | 2013-05-14 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Controlled amplifier and analogue signal mixer based on darlington differential stage |
| RU2579302C1 (en) * | 2015-03-23 | 2016-04-10 | Евгений Владимирович Ширяев | Sound power amplifier |
| WO2016153387A1 (en) * | 2015-03-23 | 2016-09-29 | Евгений Владимирович ШИРЯЕВ | Sound power amplifier |
| RU192244U1 (en) * | 2019-07-01 | 2019-09-10 | Александр Евгеньевич Китаев | TWO-POWER POWER AMPLIFIER |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5475343A (en) | Class AB complementary output stage | |
| US4945259A (en) | Bias voltage generator and method | |
| JPH0374529B2 (en) | ||
| US4431972A (en) | Push-pull amplifier | |
| EP0131340B1 (en) | Current stabilising circuit | |
| US4254379A (en) | Push-pull amplifier circuit | |
| US5825228A (en) | Low quiescent power, high output power rail-to rail amplifier output stages and methods for using same | |
| JPS61214807A (en) | Amplification circuit | |
| US3946325A (en) | Transistor amplifier | |
| RU2298282C2 (en) | Push-pull power amplifier | |
| US4369410A (en) | Monolithically integrable transistor amplifier having gain control means | |
| US6300811B1 (en) | Differential amplifier | |
| US5754066A (en) | Output stage for buffering an electrical signal and method for performing the same | |
| US5378938A (en) | Sample-and-hold circuit including push-pull transconductance amplifier and current mirrors for parallel feed-forward slew enhancement and error correction | |
| US5113146A (en) | Amplifier arrangement | |
| US4237426A (en) | Transistor amplifier | |
| US4757275A (en) | Wideband closed loop amplifier | |
| US6903609B2 (en) | Operational amplifier | |
| EP0156410A1 (en) | Amplifier arrangement | |
| US5343165A (en) | Amplifier having a symmetrical output characteristic | |
| IE54144B1 (en) | Differential amplifier with improved linear amplification | |
| EP1110133B1 (en) | Current mirror arrangement | |
| JPH0580164B2 (en) | ||
| KR100325900B1 (en) | Semiconductor amplifier | |
| US4345215A (en) | Audio frequency power amplifier circuit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091004 |