Метод зменшення температурного дрейфу струму зсуву нуля у двотактних підсилювачах струму

Abstract

Запропоновано метод зменшення температурного дрейфу струму зсуву нуля у двотактних підсилювачах струму, що базується на введенні структурної надлишковості в електронні пристрої, зокрема, в перетворювачі струм–напруга, побудовані на двотактних підсилювачах струму. Проаналізовано побудову двотактних симетричних підсилювачів струму, що застосовуються для побудови перетворювачів аналогових сигналів на базі методу зменшення температурного дрейфу та вхідного струму. Розглянуто запропоновані схеми двотактних симетричних підсилювачів струму, зменшено вплив вхідного струму. Отримано аналітичні вирази, що визначають складові вихідних струмів вхідного двотактного каскаду. Наведено і проаналізовано функціонування схеми блоків балансування і підсилення струмів двотактних симетричних підсилювачів струму, що використовуються у проміжних та підсилювальних каскадах двотактних симетричних підсилювачів струму. Виведено аналітичні співвідношення для розрахунків малосигнальних коефіцієнтів підсилення струму та коефіцієнта передачі в режимі балансу. Крім цього, отримано вирази для коефіцієнтів підсилення, наведено також залежності, що демонструють змінення загального коефіцієнта передачі в межах діапазону вихідного сигналу. Проаналізовано похибки лінійності, що виникають внаслідок цих змін. Здійснено схемотехнічне моделювання наведеного перетворювача струм–струм, струм–напруга, побудованого із застосуванням інтегральних транзисторів. Надано рекомендації щодо побудови на базі цих двотактних симетричних підсилювачів струму перетворювачів струм–струм та напруга–струм, що дає можливість використовувати їх в багатоканальних аналого-цифрових перетворювачах. Здійснено порівняльний аналіз деяких варіантів реалізації вказаного методу для випадку застосування ДППС без підсилення, і з підсиленням струму у вхідному каскаді.

The method of reducing the temperature drift of zero displacement current in two-stroke current amplifiers is proposed, which is based on the introduction of structural redundancy in electronic devices, in particular, in current-voltage converters, built on two-stroke current amplifiers. The construction of two-stroke symmetrical current amplifiers used for constructing analog signal converters based on the method of reducing temperature drift and input current is analyzed. The proposed schemes of two-stroke symmetric current amplifiers are considered. The influence of the input current is reduced. The analytical expressions determining the components of the output currents of the input two-stroke cascade are obtained. The functioning of the scheme of blocks of balancing and amplification of currents of two-stroke symmetrical current amplifiers, which are used in intermediate and amplifying cascades of two-stroke symmetrical current amplifiers, is presented and analyzed. The analytical relations for calculation of low-signal amplification coefficients and transmission coefficients in the balance mode are derived. In addition, the expressions for the gain coefficients were obtained, and also the dependencies showing the change in the overall transmission coefficient within the range of the output signal are also given. The linear errors that arise as a result of these changes are analyzed. A schematic design of the induced converter current-current, current-voltage built with the use of integrated transistors is carried out. The recommendations for building on the basis of these two-stroke symmetrical current amplifiers of converters are current-current and voltage-current, which makes it possible to use them in multichannel analog-digital converters. A comparative analysis of some variants of the implementation of the given method for the case of the use of the PPSS without amplification and with the amplification of the current in the input cascade is carried out.

Предложен метод уменьшения температурного дрейфа тока смещения нуля в двухтактных усилителях тока, основанный на введении структурной избыточности в электронные устройства, в частности, в преобразователи ток–напряжение, построенные на двухтактных усилителях тока. Проанализировано построение двухтактных симметричных усилителей тока, применяемых для построения преобразователей аналоговых сигналов на базе метода уменьшения температурного дрейфа и входного тока. Рассмотрены предложенные схемы двухтактных симметричных усилителей тока, уменьшено влияние входного тока. Получены аналитические выражения, определяющие составляющие выходных токов входного двухтактного каскада. Приведено и проанализировано функционирование схемы блоков балансировки и усиления токов двухтактных симметричных усилителей тока, используемых в промежуточных и усилительных каскадах двухтактных симметричных усилителей тока. Выведены аналитические соотношения для расчетов малосигнальных коэффициентов усиления тока и коэффициента передачи в режиме баланса. Кроме этого, получены выражения для коэффициентов усиления, приведены также зависимости, демонстрирующие изменение общего коэффициента передачи в пределах диапазона выходного сигнала. Проанализированы погрешности линейности, возникающие в результате этих изменений. Осуществлено схемотехническое моделирование приведенного преобразователя ток–ток, ток–напряжение, построенного с применением интегральных транзисторов. Даны рекомендации по построению на базе этих двухтактных симметричных усилителей тока преобразователей ток–ток и напряжение–ток, что позволяет использовать их в многоканальных аналого-цифровых преобразователях. Осуществлен сравнительный анализ некоторых вариантов реализации указанного метода для случая применения ДППС без усиления, и с усилением тока во входном каскаде.