УДК 621.375
ПРОКОПЕНКО Н.Н., БУДЯКОВ А.С.,

КРЮКОВ С.В.
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ СИНФАЗНОЙ
ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ
ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ
Проблемная лаборатория перспективных технологий и процессов
ЦИПБ РАН и ЮРГУЭС,
346500, Россия, Ростовская обл., г. Шахты, ул. Шевченко, д. 147
prokopenko@sssu.ru
Современные методы повышения Кос.сф ОУ связаны с созданием
условий, обеспечивающих идентичность параметров транзисторов, а
также минимизацией выходной проводимости применяемых источни-
ков опорного тока, введением следящего питания во входном каскаде
[1]. В тех случаях, когда причиной неполного ослабления синфазного
сигнала является неидеальность применяемых в схеме управляемых
активных нагрузок (отличие от единицы их коэффициента передачи по
току) целесообразно применение структурных методов повышения
Кос.сф (рис. 1б).

а) б)
Рис. 1. Способ компенсации синфазных составляющих регулярной
ошибки усиления сигналов (а) и пример построения подсхем ДУ1.1,
ДУ1.2, 1 (б)
Основная идея схемы рис.1 - создание условий для многократ-
ной взаимной компенсации систематических токовых ошибок ip1.1, ip2.1
двух параллельных каналов усиления, обусловленных входным син-

фазным сигналом ОУ uс=uс1=uс2. Эти ошибки возникают прежде всего
из-за сравнительно больших значений выходных проводимостей ( y )
i
источников опорного тока (ИОТ), устанавливающих статический ре-
жим входного каскада ОУ.
Типовые ИОТ на современных СВЧ транзисторах имеют вы-
ходное сопротивление R
1
i= y - =30
i
÷ 60КОм, которое (при низковольт-
ном питании) не всегда может быть повышено схемотехническим пу-
тем.
В показанном на рис.1б примере построения подсхем ДУ1.1,
ДУ1.2, 1 выходные токи ip2.1, ip1.1 принимают нулевое значение, если
коэффициенты передачи подсхем ПТ1, ПТ2 K
= K
= 1 .
12
i .1
12
i
2
.
Однако на практике K
= K
<1
.
12
i
1
12
i
2
.
, что приводит к образо-
ванию разницы ip12.1, зависящей в свою очередь от свойств повторите-
ля тока ПТ3:

iр12.1 = 5
,
0 2y2 1
( - К 12.2
i
1
)( - К
3
.
12
i
N1-2 )uс , (1)
где N1-2 - коэффициент асимметрии дифференциальных усилителей
ДУ1.1-ДУ1.2 по синфазному сигналу:
1
1
y
1 - К
1
.
12
i

N1-2 =


; (2)
2 y2 1- К 2.
12
i
≈ ≈ 1
1
2
- коэффициенты передачи по току эмиттера транзисторов
VT1, VT2, входящих в подсхему сумматора токов 1.
При дифференциальном сигнале uвх=uс1-uс2 в ДУ рис.1б выход-
ной ток подсхемы 1:

*
*
i
= y
1
( + К
1
)( + N
)u
, (3)
1
.
12
р
2
2
.
21
2
.
12
i
1-2
вх
1
-
i iк
где y 2.
21
≈ y 1.
21
≈ (2 эr ) =
проводимость передачи дифференци-
uвх
ального входного напряжения ДУ1.1, ДУ1.2;
- сопротивления эмиттерных переходов транзисторов VT3-VT6;
э
r
*
N1-2 - коэффициент асимметрии ДУ1.1, ДУ1.2 по дифференциально-
му сигналу:

y
1 + К

N*
1
1
.
21
.
12
i
1
=


≈1
1-2
. (4)

y
1 + К
2
2
.
21
2
.
12
i
Из (1) и (3) можно найти коэффициент ослабления входных
синфазных сигналов ДУ с архитектурой рис.1б

1
-
y2
1 - К
2
.
12
i
1 - К
3
..
12
i
N1-2

К сф
.
ос
=


(5)
*
2y 2.
21
1 + К
2
.
12
i
1 + N1-2
или с учетом (4)

К 1
-
≈ ,
0
r
25 y 1
( - К
1
)( - К
N
) . (6)
сф
.
ос
э 2
2
.
12
i
.
12
i
3 1-2
Так как все элементы схемы рис.1б выполнены по интегральной
технологии, то коэффициент асимметрии ДУ1.1 и ДУ1.2 по синфазно-
му сигналу равен единице, хотя разница 1 - К
0
12
i .2
и может дости-
гать (в зависимости от схемотехники ПТ1, ПТ2) сравнительно боль-
ших значений (0,1 ÷ 0,2). Поэтому

К 1
-
≈ ,
0
r
25 y 1
( - К
1
)( - К
) . (7)
сф
.
ос
э 2
2
.
12
i
3
.
12
i
В сравнении с классическим ДУ1.2 (ДУ1.1), имеющим управ-
ляемую активную нагрузку ПТ2 (ПТ1), выигрыш по Кос.сф в схеме
рис.1б
1 + N*1-2

=
1
с
>> . (8)
1 - К 12.3
i
При построении ДУ в соответствии с общей архитектурой
рис.1а выигрыш
1
с повышается дополнительно в К -

-раз, где К


i3
i3
- отличие коэффициентов усиления по току сумматора сигналов 3
для его инвертирующего и неинвертирующего входов.
Компьютерное моделирование ОУ с архитектурой рис.1 пока-
зывает, что за счет введения структурной избыточности Кос.сф улучша-
ется на один-два порядка.
Следует также заметить, что в ДУ с архитектурой рис.1 сущест-
венно уменьшается напряжение смещения нуля, обусловленное син-
фазной нестабильностью источников опорного тока I1, I2, а также
синфазным изменением автономных параметров транзисторов [1].

1. Анисимов В.И. Операционные усилители с непосредственной свя-
зью каскадов / В.И.Анисимов, М.В.Капитонов, Ю.М.Соколов,
Н.Н.Проко-пенко - Л.: Энергия, 1979.- 148с.



Document Outline