Дослідження діапазонного резонансного підсилювача, страница 12

3.  Який принцип регулювання форм АЧХ в лабораторному макеті?

4.  Яке призначення елементів в типовій схемі ввімкнення МС К174УН7?

5.  Як визначити глибину регулювання підсилення для типової схеми ввімкнення ІМС, якщо  кОм?

6.  Як визначити частотні спотворення  каскаду на ІМС, якщо відомі граничні частоти?

Лабораторна робота №5

Дослідження диференціального каскаду з генератором

стабільного струму

Мета роботи – вивчити принципи функціонування, експериментально дослідити параметри диференціального каскаду і генератора ста­більного струму.

Короткі теоретичні відомості

Диференціальний каскад (ДК) призначений для підсилення різ­ниці сигналів, що прикладені до його входів, він складається з двох плечей -  транзисторів  та з навантаженням  та  (рис.5.1).

Резистори ,  та транзистори  та утворюють мостову схему, до вертикальної діагоналі якої під’єднано джерело живлення, а горизонтальна діагональ утворює вихід. У режимі спокою, якщо , при повній симетрії пле­чей, тобто балансу мосту, потенціали колекторів  і однакові й вихідна напруга дорівнює нулю

Рисунок 5.1 – Диференціальний каскад

ДК має високу стабільність. Так, наприклад, при зміні напру­ги джерела живлення чизміні температури, у випадку симетрії схеми, потенціали колекторів отримують рівний приріст напруги.

Вихідна напруга у цьому випадку не змінюється, оскільки при­ріст напруги

Реальна схема ДК завжди має деяку асимет­рію плечей, тому має міс­це зміна вихідної напруги, тобто , але на­багато менша від аналогіч­ної нестабільності звичай­ного каскаду.

Існує кілька схем ввімкнення ДК. Перша - вхід­ний сигнал прикладається до баз  та . Така схема називається схемою із си­метричним входом. Друга - вхідний сигнал прикладається до бази одного з тран­зисторів, потенціал бази другого транзистора фіксу­ється - несиметричний вхід. Вихідний сигнал також може зніматися чи з колекторів  та , чи з одного з колекторів відносно загальної точки схеми, утворюючи таким чином симетричний чи несиметричний вихід (рис. 5. 2).

У свою чергу, для схеми „симет­ричний вхід” вхідний сигнал може прокладатись двома способами - дво­фазним чи синфазним. Якщо ввімкнення двофазне, на обидва входи схеми пода­ються протифазні сигнали

Рисунок 5.2 – Еквівалентна схема ввімкнення ДК

що зумовлює зниження струму на одно­му транзисторі і зростання на другому. Зміна колекторних струмів при­зводить до зміни потенціалів колекто­рів, внаслідок чого при повній си­метрії схеми маємо:

,

.

Якщо обидва плеча ДК симетричні, то через резистор протікають струми однакової амплітуди, але протифазні. Такі струми взаємно компенсуються і не створюють напруги на резисторі .За таких умов обидва плеча схеми стають незалежними.

Якщо вхідний сигнал подається тільки на одну з баз, тобто має місце несиметричний вхід, то в разі фіксованого потенціалу дру­гої бази вихідна напруга за модулем буде така сама, як і в поперед­ньому випадку. Так, якщо до бази  прикладено сигнал , то транзистор відкривається, збільшуються його колекторний та емітерний струми, що зменшує потенціал колектора  і збільшує потенціал емітерів  і  .

Це у свою чергу викликає зміни напруг  і

,

.

За такої зміни потенціалів робоча точка транзистора  змі­щується у напрямі напруги відсікання, тобто протилежному зміщенню . При досить великих значеннях  можна вважати, що

що зумовлює

Аналіз отриманих виразів показує, що у схемі з несиметричним і симетричним входами напруги  будуть рівними.

Залежно від схеми прикладання вхідної напруги та її зміщення розрізняють плечові і диференціальні коефіцієнти підсилення. Плечові коефіцієнти підсилення дорівнюють:

,

.

Диференціальний коефіцієнт підсилення каскаду незалежно від способу подання вхідного сигналу

Для випадку повної симетрії схеми, виходячи з того, що , а  і 

 можна показати, що

Якщо до входів ДК прикладено синфазний сигнал, то він характеризується коефіцієнтом підсилення (передачі) синфазного сигналу

.

Показником, що об’єднує  та , є коефіцієнт послаблення синфазного сигналу