Усилитель с прямой связью

Усилитель с прямой связью ^{[ 1 ]} или усилитель постоянного тока — это тип усилителя , в котором выход одного каскада усилителя соединен со входом следующего каскада таким образом, чтобы позволить сигналам с нулевой частотой , также называемым постоянным током , проходить со входа. для вывода. Это применение более общей прямой связи . Он был изобретен Гарольдом Дж. Пазом и Фрэнсисом П. Кейпером-младшим в 1955 году. Он заменил триодный ламповый усилитель, разработанный Ли де Форестом . Почти все конструкции электронных ламп в настоящее время заменены схемами на транзисторах с прямой связью. Это первая конструкция транзисторного усилителя, в которой не использовались разделительные конденсаторы. Усилитель с прямой связью позволил уменьшить размеры аналоговых схем за счет исключения разделительных конденсаторов и устранения ограничения нижней частоты, зависящего от конденсаторов.

История

Паз начал свою карьеру в Bell Labs в качестве стажера с декабря 1950 по апрель 1952 года в качестве помощника инженера. Паз работал над тестированием нескольких параметров транзисторов, таких как время нарастания, временная константа RC, коэффициент альфа, чтобы определить их влияние на конструкцию транзисторной схемы. Затем он продолжил работу в RCA в качестве летнего студента-стажера-инженера с июня 1953 года по сентябрь 1953 года. Пасу было поручено определить влияние нескольких переменных на коэффициент шума транзистора на различных радиочастотах. В результате этого исследования Паз разработал первый беспроводной микрофон на транзисторной основе под названием Phantom. RCA заинтересовалась дизайном Паза и сообщила своей дочерней компании National Broadcasting Company о новом микрофоне. RCA решила подать патент на микрофон на сумму 2 810 110 долларов США 16 июля 1954 года, который был выдан 15 октября 1957 года. Конструкция использовалась для беспроводного микрофона ND-433, который NBC использовала в 1955 году.

В июне 1954 года Пас занял инженерную должность в Philco и был направлен в группу разработки транзисторных изделий для изучения теории работы коммутационных схем с прямой связью Р. Брауна. В схеме переключения использовался один резистор на транзистор, что было революционно для того времени из-за малого количества компонентов. Транзисторы в основном использовались в качестве двухпозиционных цифровых устройств, которые могли быть полезны для создания твердотельного цифрового компьютера. Именно после понимания теории переключающих схем Паз изобрел «Триплет» с прямой связью, который представляет собой трехкаскадный линейный усилитель, в котором используется только один резистор на каждый транзисторный каскад усиления. Именно в это время Пас познакомился с Робертом Нойсом , который также работал в отделе исследований транзисторов. Усилитель с прямой связью оказал влияние на разработку Бобом Видларом операционного усилителя Fairchild uA709 , о котором Нойс знал, поскольку он был одним из основателей Fairchild Semiconductors. .

Усилитель с прямой связью также является основой слухового аппарата Philco Mark I, в котором использовалась схема, построенная на транзисторах из кремниевого сплава. Слуховой аппарат указан на рисунке 5 как заявка Triplet на патент US3030586. ^{[ 1 ]}

После этого Пас вернулся к работе в RCA в августе 1955 года. Он работал над разработкой источника питания, в котором использовались небольшие транзисторы, которые могли регулировать и контролировать большое количество энергии. Результатом этого исследования стала новая схема, разработанная Пазом и опубликованная во внутреннем академическом журнале RCA «Промышленная сервисная лаборатория». ^{[ 2 ]} Позже Пас опубликовал свою разработку в журнале International Radio Engineers и представил свои выводы на съезде IRE в 1957 году.

Паз продолжал работать над различными конструкциями транзисторных усилителей для RCA, включая конструкцию транзисторных схем, которые можно было бы использовать в линейке усилителей, монтируемых в стойку. Эта транзисторная схема стала эквалайзером транзисторного предусилителя для профессиональных проигрывателей. Пас представил свою статью на Ежегодном съезде аудиотехники 1957 года. ^{[ 3 ]} Дополнительные продукты включают «гибридный» транзисторный усилитель мощности, который был первым усилителем мощностью 10 Вт, который имел искажения менее 0,333% в диапазоне от 30 до 15 000 циклов. Он также был совместим с любыми силовыми транзисторами RCA 2N301. Транзисторный усилитель мощности с низкими искажениями был опубликован в журнале Electronics Industries , и Паз представил свои открытия на Национальном съезде IRE в 1959 году.

Текущий

Обычное использование термина «усилитель постоянного тока» не означает «усилитель постоянного тока», поскольку этот тип может использоваться как для сигналов постоянного, так и для сигналов переменного тока . Частотная характеристика усилителя с прямой связью аналогична фильтру нижних частот, поэтому он также известен как «усилитель нижних частот». Усиление постоянного тока (нулевой частоты) возможно только с помощью этого усилителя, поэтому позже он становится строительным блоком для дифференциального усилителя и операционного усилителя . Кроме того, технология монолитных интегральных схем не позволяет изготавливать конденсаторы связи большой емкости.

Дрифт

Усилители с прямой связью, построенные по традиционной схеме несимметричных усилителей, включенных в каскад, страдают от дрейфа выходного напряжения со временем и температурой. Во многих приложениях с высоким коэффициентом усиления необходимо обеспечить регулировку смещения для борьбы с дрейфом. Проблему дрейфа можно решить с помощью дифференциальных усилителей . ^{[ 4 ]}

Приложение

Усилители с прямой связью используются в регуляторах напряжения , сервоприводах и других измерительных усилителях . Он также является строительным блоком для дифференциальных усилителей и операционных усилителей .

См. также

Емкостная связь

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б US3030586A , Паз, Гарольд Дж. и Кейпер-младший Фрэнсис П., «Транзисторная схема», выпущено 17 апреля 1962 г.
^ Пас, Гарольд (1961). «Указатель технических документов RCA» (PDF) . Радиокорпорация Америки . IV – через World Radio History.
^ «Полный журнал: Том 5, выпуск 4» . Журнал Общества аудиоинженеров . 5 (4). 01.10.1957.
^ Бальбир Кумар, Шаил Б. Джайн, Электронные устройства и схемы , стр. 431–432, PHI Learning, 2007 г. ISBN 8120329813 .

[:0-1] Перейти обратно: ^а ^б US3030586A , Паз, Гарольд Дж. и Кейпер-младший Фрэнсис П., «Транзисторная схема», выпущено 17 апреля 1962 г.

[2] Пас, Гарольд (1961). «Указатель технических документов RCA» (PDF) . Радиокорпорация Америки . IV – через World Radio History.

[3] «Полный журнал: Том 5, выпуск 4» . Журнал Общества аудиоинженеров . 5 (4). 01.10.1957.

[4] Бальбир Кумар, Шаил Б. Джайн, Электронные устройства и схемы , стр. 431–432, PHI Learning, 2007 г. ISBN 8120329813 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]