Дифференциальные усилительные каскады. Симметричные усилитель постоянного тока с двумя входами, выполненный на двух транзисторах с эмиттерной связью, страница 2

->0 => Kосс->∞

При нагрузке Rн включается параллельно Rк

Для поддержания нормального режима работы необходимо увеличить напряжение питания эмиттерной цепи, но иногда можно это не делать и включить источник стабильного тока

рис.2

Частотные характеристики

 


                                 Ri – входное сопротивление источника питания

 


Токовое зеркало

Включается в двух ситуациях:

1)  схема генераторов стабильного тока

Рис.3 Обычная схема

Рис.4 Усовершенствованная схема

Все транзисторы примерно идентичны. Базовые токи примерно одинаковы.

2)  Схема активной нагрузки

Рис.5

Особенности работы ДК с синфазным сигналом

Рис.6

О величине синфазной ошибки судят по величине синфазного сигнала

Дифференциальные усилители в интегральном исполнении.

При использовании ДК на дискретных элементов нужен точный подбор VT1 VT2 Rк1 Rк2. Т.к. один из транзисторов с большим бета своим эмиттерным током через эмиттерное сопротивление запирает другой транзистор. Различные температуры плечей. Поэтому следует использовать их в интегральном исполнении. Высокая помехозащищенность от внешних факторов. Тесная корреляция (коэффициент взаимодействия) параметров между собой позволяет получить интегральный ДК с хорошей автобалансировкой, малым дрейфом входных токов. Возможность работы на участках насыщения передаточной характеристики позволяет использовать ДК в логических и импульсных схемах.

Передаточная характеристика каскада:

Найдем зависимость выходных токов ДК от дифференциального входного напряжения. Будем полагать, что сумма токов протекающих через эмиттеры VT1, VT2 не зависит от напряжений на входах усилителя, а в целом определяются режимом генератора стабильного тока, выполненного на VT3, тогда Iэ1=Iэ2=I0/2 Ik1=Ik2=h21б*I0/2. При появлении на входах дифференциального сигнала ток гст будет перераспределятся между VT1 и VT2 следующим образом

 


Выражение 1ое и 2ое определяют передаточную характеристику. Построим передаточную характеристику  

Рис.7

Операционные усилители.

ОУактивный линейный преобразователь предназначенный для выполнения различных операций над аналоговыми сигналами. ОУ может работать как усилитель, выполнять математические операции. Его принято называть усилителем постоянного тока. Используется в цифровых схемах и цифровых системах.

Характеристики ОУ:

-большой коэффициент усиления (10...100000)

-широкая полоса пропускания.

-высокое входное сопротивление (до 400кОм) и низкое выходное.

-малый дрейф нуля.

-высокая степень подавления синфазного сигнала. Его можно использовать с несимметричным входом.

ОУ требует разнополярное питание.

ОУ состоит из: ДКов, схема сдвига уровня и выходного каскада мощного усиления. На выходном каскаде стоит эмиттерный повторитель.

Для ОУ одной из важнейший характеристик является амплитудная(передаточная) характеристика. Амплитудная характеристика — зависимость выходного сигнала от величины разностного (дифференциального) сигнала на входе. Для идеально ОУ она линейна и должна проходить через 0

Рис.9

Реальная характеристика сдвинута на величину называемую напряжением смещения нуля (единицы микровольт).

Дрейф нуля в ОУ зависит от температуры, времени работы и стабильности источника питания.

Обратные связи в усилителях

 

Рис.10

Идеальный ОУ не применяется из-за насыщения.

Две схемы включения ОУ с обратной связью:

-неинвертирующий ОУ с ОС

  

Рис.11

ООС уменьшает коэффициент усиления. Т.о. коэффициент усиления не зависит от собственного Кu ОУ, позволяет стабилизировать коэффициент усиления.

-инвертирующий ОУ с ОС

  

Рис.12

ОУ, при подаче сигнала на инверсный вход, меняет фазу на противоположную. Полагаем Rвх>>R1, R2>>Rвых, iвх>>ioc. На линейном участке напряжение между входом равно 0.

Интегральная схемотехника ОУ

Многокаскадный усилитель постоянного тока, выполненный в схеме ДУ. В основе схемотехники лежит два основных принципа: