Фазоинвертор на одном транзисторе

Транзисторный фазоинвертор

Изобретение относится к усилительной технике. Цель изобретения — расширение динамического диапазона при сохранении линейности. Транзисторный фазоинвертор содержит транзисторы 1 и 2, резисторы 3 и 4 и каскад разделения входного сигнала, выполненный в виде делителя тока. При подаче положительного напряжения на фазоинверторе через его делитель тока, выполненный на транзисторе 5 и 6, потечет ток, который будет делиться поровну между базами транзисторов 1 и 2. С ростом входного тока транзисторы 1 и 2 могут находиться сначала в полностью закрытом состоянии, а затем и в полностью открытом. Падение напряжения на резисторах 3 и 4 при этом изменяется по абсолютной величине от нуля до величины напряжения питания, благодаря чему расширяется динамический диапазон фазоинвертора. Фазоинвертор по пп. 2 и 3 отличается вариантами выполнения делителя тока на двух транзисторах, имеющих одинаковую или разную структуру. 2 з.п ф-лы, 2 ил.

РЕСПУБЛИК (я)л Н 03 F 3/30

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (211 4635384/09 (22) 12.01.89 (46) 23.10.91, Бюл. М 39 (75) ВЛ.Кузьменко (53) 621.375.026(088.8) (56) Патент США М 3382377, кл. Н 03 К 5/08, 1967. (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ФАЗОИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к усилительной технике. Цель изобретения — расширение динамического диапазона при сохранении линейности. Транзисторный фазоинвертор содержит транзисторы 1 и 2, резисторы 3 и

4 и каскад разделения входного сигнала, выполненный в виде делителя тока. При подаче положительного напряжения на фазо„„SU „1686694 А1 инверторе через его делитель тока, выполненный на транзисторе 5 и 6, потечет ток, который будет делиться поровну между базами транзисторов 1 и 2. С ростом входного тока транзисторы 1 и 2 могут находиться сначала в полностью закрытом состоянии, а затем и в полностью открытом. Падение напряжения на резисторах 3 и 4 при этом изменяется по абсолютной величине от нуля до величины напряжения питания, благодаря чему расширяется динамический диапазон фазоинвертора, Фазоинвертор по пп. 2 и 3 отличается вариантами выполнения делителя тока на двух транзисторах, имеющих одинаковую или разную структуру. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к усилительной технике и может использоваться в различных радиоэлектронных устройствах, преимущественно для формирования противофазных напряжений, Цель изобретения — расширение динамического диапазона при сохранении линейности, На фиг.1 и 2 представлены принципиальные электрические схемы транзисторного фазоинвертора, Транзисторный фазоинвертор содержит первый и второй транзисторы 1 и 2, — первый и второй резисторы 3 и 4, каскад разделения входного сигнала, представляющий собой делитель тока на транзисторах

5 и 6 (фиг.1), 7 и 8 (фиг.2), а также шину 9 питания, общую шину 10, Предлагаемый фазоинвертор (фиг,1) работает следующим образом.

При подаче на вход относительно общей шины 10, соединенной с эмиттером транзистора 1, положительного напряжения через делитель тока, образованный транзисторами 5 и 6, течет ток, который делится поровну между базами транзисторов 1 и 2, если транзисторы 5 и б имеют одинаковые и достаточно большие коэффициенты передачи тока базы, Такое одинаковое деление входного тока обеспечивается последовательным соединением переходов база-эмиттер транзисторов 5 и 6, так как их базовый ток имеет при этом одинаковую величину. Поэтому коллекторные токи транзисторов 5 и 6 равны и можно считать, что токи баз транзисторов 1 и 2 примерно одинаковы, поскольку отличаются только на величину базового тока транзисторов 5 и 6.

Вследствие равенства токов баз транзисторов 1 и 2 у этих транзисторов одинаковы и токи коллекторов, поэтому если сопротивления транзисторов Зи4 равны,,то на них будут примерно одинаковые падения напряжения, Так как с ростом входного тока транзисторы 1 и 2 находятся сначала в полностью закрытом состоянии, а затем и в полностью открытом, падение напряжения на резисторах 3 и 4 при этом изменяется по абсолютной величине от нуля до величины напряжения питания, благодаря чему и расширяется динамический диапазон фазоинвертора. Входной ток фазоинвертора пропорционален входному напряжению, которое уравновешивается падением напряжения на сопротивлении резистора 4, а падение напряжения на коллекторном переходе транзистора 6, равное падению напряжения на резисторе 4, обеспечивает протекание через базу транзистора 1 тока, равного току базы транзистора 2. При этом выходе она на такую же величину уменьшается и, наоборот.

Вам понравится:  Прошивка микросхемы биоса ноутбука

5 Работа фазоинвертора,схема которого изображена на фиг.2 отличается только принципом деления входного тока между . базами транзисторов 1 и 2. Переходы базаэмиттер транзисторов 7 и 8, образующих

25 если на одном выходе напряжение возрастает на некоторую величину, то на другом делитель тока по схеме токового зеркала, соединены параллельно, поэтому их коллекторные токи будут одинаковы в случае выполнения двух условий: при равенстве коэффициентов передачи тока базы и при равенстве входных сопротивлений, При этом ток базы транзистора 2 состоит, кроме коллекторного тока транзистора 7, из удвоенного тока базы транзистора 7, если считать ток его базы равным току базы транзистора 8. Таким образом, асимметрия токов баз транзисторов 1 и 2 (фиг.2) несколько больше, чем токов баз транзисторов 1 и

2 (фиг.1), так как через базу транзистора 2 (фиг.1) протекает эмиттерный ток транзистора 5 (фиг.1), который больше коллекторного тока только на единичный ток базы.

1. Транзисторный фазоинвертор, содержащий первый и второй транзисторы, имеющие одну структуру, причем коллектор, первого транзистора является первым вы- ходом транзисторного фазоинвертора и через пе, вый резистор соединен с шиной питания, а эмиттер — с общей шиной, эмиттер второго транзистора является вторым выходом транзисторного фазоинвертора и через второй резистор соединен с общей шиной, а коллектор — с шиной питания, а также каскад разделения входного сигнала, первый и второй выходы которого подключены к базам соответственно первого и второго транзисторов, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона при сохранении линейности, каскад разделения входного сигнала выполнен в виде делителя тока.

2, Фазоинвертор по п,1, о т л и ч а юшийся тем, что делитель тока выполнен на транзисторах, имеющих одну структуру, противоположную структуре первого и второго транзисторов, эмиттеры транзисторов делителя тока соединены и являются входом делителя тока базы соединены между собой и с коллектором одного из транзисторов, являющимся выходами делителя тока и при этом подключен к базе второго транзистора, коллектор другого транзистора, является выходом делителя тока и подключен к базе первого транзистора.

Составитель И. Водяхина

Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая

Редактор М. Ликович

Заказ 3611 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

3. Фазоинвертор по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что делитель тока выполнен на двух транзисторах, имеющих разную структуру, базы которых соединены, а эмиттер одного и коллектор другого транзисторов соединены и являются входом делителя тока, причем коллектор транзистора, имеющего другую структуру относительно структуры первого и второго транзисторов, является одним выходом делителя тока и соеди нен с базой первого транзистора, эмиттед другого транзистора, структура которого со5 ответствует структуре первого и второго транзисторов, является другим выходом делителя тока и подключен к базе второго транзистора.

Источник

Один из вариантов фазоинвертора

в Звук 0 2,076 Просмотров

Фазоинвертор — это устройство, которое изменяет фазу входного сигнала. Для чего он нужен? В основном фазоинвертор применяют при подключении усилителя к мосту или передаче несбалансированного сигнала к сбалансированному выходу. Схема фазоинвертора, следовательно, имеет один вход и два выхода, один из которых является прямым сигналом в той же фазе, как и на входе, другой же сигнал сдвинут по фазе на 180 градусов.

Как мы можем обеспечить разворот фазы? Выполнить это можно несколькими способами. Мы можем, например, применить быстрый операционный усилитель включенного по инверсной схеме, или использовать два операционных усилителей, один из которых подключен как сигнал повторитель (фаза не меняется), а другой в качестве инвертора.

Вам понравится:  Разновидность электрического переключателя 7 букв

Лично я не очень склонен к таким решениям. Я понимаю, что современные ОУ очень скоростные и обладают низким уровнем искажений, но ОУ спроектированы под конкретные задачи и рассчитаны для сигналов с различными параметрами. В какой мере отклонение параметров отражаются на качестве сигнала, я не собираюсь судить. Я думаю, что идеальный вариант, это чтобы использовать компонент с одним входом и двумя выходами – в данном случае это транзистор. Для этого можно применить как биполярный, так и полевой транзистор.

Схема фазоинвертора достаточно проста

Операционные усилители IO1 в IO3 участвуют для согласования сигнала. Это согласование импеданса. Конденсаторы С1-С3 отделяют постоянную составляющую тока. Транзистор T сам по себе является фазоинвертором. Наибольшее внимание должно быть уделено выбору резисторов R2 и R3. От их точности зависит точность фазового сдвига. Они должны иметь одинаковое сопротивление, находящееся в диапазоне 1k — 10k в зависимости от напряжения питания.

Сдвинутый по фазе сигнал снимается с выхода IO2, а сигнал на выходе IO3 находится в фазе с входным сигналом.

Источник

ТРАНЗИСТОРНЫЙ — КАК ЛАМПОВЫЙ

УНЧ с фазоинвертором на одном первом транзисторе. Многочисленные расчёты и эксперименты по созданию мощного высококачественного усилителя низкой частоты привели меня к мысли, что наиболее перспективным путём его конструирования может стать использование фазоинвертора на одном первом транзисторе. Любопытно, что такие усилители могли бы появиться лет сорок назад, но этого не произошло в силу ряда причин.

Прежде всего, с созданием транзисторов с n-р-n-переходом появилась возможность разделять сигнал за счёт свойств самих транзисторов, поскольку одни из них открываются положительным импульсом, а другие — отрицательным. Усилители на таких транзисторах существенно упростились, однако на их выходе появились значительные искажения сигнала. Чтобы избавиться от них, радиоконструкторы стали усложнять схемы усилителей, а не искать иные способы построения схем УНЧ.

И ещё одной, пожалуй, главной причиной неприятия схем с фазоинвертором на первом транзисторе стал значительный перегрев выходных транзисторов таких усилителей, исключающий их сколько-нибудь длительную работу при большой выходной мощности.

Все эти соображения заставили меня, музыканта и композитора, внимательно проанализировать известные схемы УНЧ с целью найти причину искажений. При этом я шёл своим путём, опираясь на свои знания «ламповой» радиоэлектроники. Для этого мне пришлось научиться конструировать и рассчитывать схемы, создавать сотни экспериментальных макетов, в итоге мне удалось отыскать причину перегрева и устранить её. В итоге разработанные мной усилители низкой частоты работают при напряжении питания до 90 В, развивая при этом на выходе мощность около 300 Вт.

Предлагаю вниманию читателей описание конструкции одного из таких усилителей с фазоинвертором на одном транзисторе — его выходная мощность составляет 120 Вт.

Фазоинвертор на одном транзисторе, созданный по аналогии с ламповым, производит точное разделение сигнала по фазе для верхнего и нижнего плечей схемы усилителя, исключая при этом появление «ступенек» и «звона». Работа же каскадов усиления по току в линейном режиме практически не вызывает других искажений.

В итоге получился усилитель с практически линейной характеристикой, не дающий искажений; «окраска» звука на выходе транзисторного УНЧ получается практически такой же, как у прошедшего через качественный ламповый усилитель.

Конструкция УНЧ с выходной мощностью 120 Вт с фазоинвертором на первом транзисторе

На первом транзисторе VТ-1 выполнен фазоинвертор, разделяющий сигнал по фазе для верхней и нижней частей схемы, и усилитель сигнала по напряжению для нижней части схемы УНЧ.

На транзисторе VТ-2 собран усилитель по напряжению эмиттерных импульсов от VТ-1. Для верхней части схемы сигнал снимается с эмиттера VT-1 и усиливается по напряжению транзистором VT-2, включённым по схеме с общей базой. На VT-4 — VT-13 производится усиление сигнала по току. На транзисторах VT-4 — VT-5 собраны фазоинверторы, которые использовались для того, чтобы на выходе можно было применить транзисторы типа КТ808А, КТ808БМ, КТ-819Г или другие п-р-п-транзисторы такой же мощности.

Вам понравится:  Розетка шнайдер w59 что за линейка

В усилителе используются три каскада усиления по току -как показала практика, двух каскадов для нормальной работы усилителя явно недостаточно.

Принципиальная схема усилителя низкой частоты с фазоинвертором на одном первом транзисторе (VT-1, VT-2, VT-3 — КТ-815Г; VT-4, VT-5 -КТ-814Г; VT-6, VT-7 — КТ-315Б; VT-8, VT-9 — КТ-817 Г; VT10, VT-11, VT-12, VT-13 — КТ-808А; VT-14 — КТ-808А; VD-1, VD-2 — Д-814В- VD-3 VD-4-Д-220)

Питание баз транзисторов VT-2 и VT-4 — от стабилитрона, что обеспечивает весьма «ровную» работу усилителя. Транзисторные фильтры на VT-3 и VT-14 практически полностью убирают фон переменного тока.

Транзисторы VT-6 и VT-7 обеспечивают защиту от перегрузок, возникающих в момент включения УНЧ в сеть; на качество сигнала они не влияют. Динамики подключены к выходу усилителя через конденсаторы по полумостовой схеме.

Между эмиттером VT-8 и базами VT-10 и VT-11 (равно как и между VT-9 и VT-12 — VT-13) включены RC цепочки R30, С5 и R31.C6, с помощью которых смещение на базах VT-10 — VT-13 при максимальном сигнале уменьшается и транзисторы не перегреваются. Отсутствие таких цепочек приводит к перегреву выходных транзисторов.

Конденсаторы С8, С-9, С-10 и С-11 должны быть рассчитаны на рабочее напряжение в 100В. Кстати, в 1970-е годы электролитические конденсаторы большой ёмкости были весьма дороги и дефицитны, что заставляло конструкторов разработать способ включения динамиков без этих электроэлементов, однако такая система защиты оказывалась порой дороже самих усилителей и не отличалась надёжностью.

Настраивается усилитель очень легко, всего за несколько минут. Первое включение желательно произвести через последовательно подсоединённую лампу накаливания мощностью от 40 до 75 Вт. Если усилитель собран правильно, лампа при подключении ярко вспыхивает, а затем гаснет. В процессе работы возможно неяркое свечение нити накала лампы.

Движок резистора R14 устанавливается в нижнее положение, R15 — в верхнее, R9 и R10 — в среднее.

К базе транзистора VT12 следует подсоединить высокоомный вольтметр на напряжение 1 — 3 В и резистором R15 выставить напряжение 0,4 — 0,5 В. Резистором R10 следует выставить напряжение на средней точке, равное половине напряжения питания. Резистором R14 на коллекторе VT-2 устанавливается такое же напряжение, как на коллекторе VT1. Резистором R9 уравниваются сигналы, идущие на верхнюю и нижнюю части схемы — это несложно сделать и на слух.

Затем следует включить усилитель, отсоединив лампу накаливания, и все настройки повторить. Если УНЧ был собран правильно и из исправных электроэлементов, можно сразу подключать к нему динамики.

Выходные транзисторы смонтированы на радиаторах с поверхностью охлаждения 1200 см2, VT8 и VT9 — на радиаторах площадью 80 см2 и VT-14 — 500 см2.

Диоды в блоке питания должны быть рассчитаны на ток не менее 20 А, а у остальных — на ток более 50 А.

Сопротивление нагрузки усилителя составляет 3-8 Ом. Коэффициент усиления по току выходных транзисторов должен быть не меньше 20 единиц, а у остальных — более 50 единиц.

Усилитель обладает хорошей термостабильностью и может работать неограниченно долго, причём за это время режимы работы транзисторов не меняются. Звук на выходе УНЧ получается чистым, естественным, мало отличающимся от того, что воспроизводят динамики качественного лампового усилителя.

В. СМИРНОВ, Воронежская область, р.п. Таловая

Источник

Поделиться с друзьями
Радиолюбительские схемы
Adblock
detector