Еще в декабре 2024 года была опубликована статья «Преобразователь несимметричного сигнала в дифференциальный сигнал псевдокласса A/B с однополярным питанием» [1], которая вызвала некоторую дискуссию об использовании схемы в качестве двухполупериодного выпрямителя.
На Рисунке 1 показана реализация в LTspice схемы, построенной на основе биполярного дифференциального усилителя, в котором транзисторы Q1 и Q3 служат в качестве активных дифференциальных входных устройств «+» и «–», соответственно.
 | |
| Рисунок 1. | Реализация в LTspice, построенная на основе биполярного дифференциального усилителя, в котором транзисторы Q1 и Q3 служат в качестве активных дифференциальных входных устройств «+» и «–», соответственно. |
Дополнительные устройства Q2 и Q4 добавлены в «среднюю точку» между Q1 и Q3 и действуют таким образом, что при отсутствии дифференциального напряжения коллекторные токи IC всех транзисторов равны.
Это происходит потому, что резисторы R7 и R8 создают виртуальную дифференциальную «среднюю точку» с нулевым напряжением между дифференциальными входами «+» и «–», а напряжения база-эмиттер всех транзисторов одинаковы, если не учитывать небольшое падение напряжения на резисторах R7 и R8 из-за токов смещения баз транзисторов Q2 и Q4.
Резисторы R7 и R8 задают дифференциальное входное сопротивление для конфигурации схемы, а R1 и R3 устанавливают дифференциальные сопротивления источника сигнала для моделирования.
Токи эмиттеров транзисторов управляются источником I1 тока 4 мА; таким образом, при нулевом дифференциальном входном сигнале ток эмиттера каждого устройства составляет примерно 1 мА. Обратите внимание, что сигнал «Дифференциальный вход "-"» формируется с помощью источника напряжения, управляемого напряжением, с эффективным коэффициентом усиления –1 благодаря инвертированию напряжения «Дифференциальный вход "+"» (VIN+). Такая схема позволяет входному сигналу быть полностью дифференциальным, когда LTspice управляет источником напряжения VI+ во время свипирования сигнала.
Блок, обозначенный как «Идеальный квадратичный закон», не является частью схемы, но используется для сравнения: источник тока B1, управляемый напряжением, сконфигурирован для получения идеальной квадратичной характеристики путем возведения в квадрат дифференциального напряжения (Vin+ – Vin-) и масштабирования с коэффициентом «K».
На Рисунке 2 показаны результаты моделирования свипирования дифференциального входного напряжения от –200 мВ до +200 мВ с одновременным мониторингом токов различных устройств. Обратите внимание на дифференциальный выходной ток, который равен
[IC(Q1) + IC(Q3)] – [IC(Q2) + IC(Q4)]
и практически соответствует идеальному квадратичному закону с масштабным коэффициентом 0.3 (ампер/вольт) для дифференциальных входных напряжений ±60 мВ.
 | |
| Рисунок 2. | Результаты моделирования свипирования дифференциального входного напряжения от –200 мВ до +200 мВ с одновременным мониторингом токов различных устройств. |
Пожалуйста, обратите внимание, что эта схема относится к транскондуктивному типу, где выходным сигналом является дифференциальный ток, управляемый дифференциальным входным напряжением.