Основы радиоэлектроники: Лабораторный практикум. Часть 2, страница 6

          Усилители постоянного тока должны обеспечивать усиление как переменной, так и постоянной составляющих входного сигнала. Другие типы усилителей для этой цели не годятся, т. к. в них связь между каскадами осуществляется через разделительные конденсаторы или трансформаторы. Для межкаскадной связи здесь пригодны детали, сопротивления которых в широком диапазоне частот от w_H= 0 и выше остаются практически неизменными. В качестве таких элементов могут быть использованы резисторы, стабилитроны, диоды. Применяется также непосредственное присоединение выхода предыдущего каскада ко входу последующего.

          На рисунке 2,а представлена схема УПТ с непосредственной связью. Смещение на базе первого транзистора создается при помощи делителя R₁, R₂. При этом сравнительно высокое напряжение коллектора U_K1 транзистора VT1 прикладывается к базе транзистора VT2 и для того, чтобы обеспечить необходимое для нормальной работы транзистора VT2 напряжение смещения U_Б2, нужно скомпенсировать часть напряжения U_К1. В приведенной схеме эта компенсация осуществляется за счет падения напряжения на резисторе R_Э2 при протекании через него тока эмиттера I_Э2:

U_Б2=(U_K1+U_Э1) – U_Э2.

Рисунке 2 - Принципиальная схема УПТ прямого усиления

          Сопротивление резисторов в цепи коллекторов транзисторов VT1 и VT2 выбираются из условий

,

где I_K1 и I_K2 - коллекторные токи покоя транзисторов VT1 и VT2; I_Б2 - ток покоя базы транзистора VT2; I_H - ток нагрузки усилителя.

          Очевидно, что напряжение коллектора каждого последующего каскада растет. Поэтому для увеличения компенсирующего напряжения U_Э нужно увеличивать сопротивление R_Э в цепи эмиттера транзистора последующего каскада. Но это увеличивает потери напряжения источника питания и уменьшает коэффициент усиления каскада, т. к. растет глубина отрицательной обратной связи.

Рисунок 3 - Схема УПТ с термокомпенсацией

          Повысить потенциал эмиттера последующего каскада без увеличения сопротивления R_Э2 можно пропустив через него дополнительный ток от источника E_K при помощи вспомогательного сопротивления R₀ (рисунок 2,б) либо включив в эмиттерную цепь последующего каскада стабилитрон VD (рисунок 2, в).

          В первом случае компенсирующее напряжение U_Э2 определится как U_Э2=(I_Э2+I₀)R_Э2. Во втором случае U_Э2 равно U_Э2= U_R+U_CT = I_Э2R_Э2 + U_CT.

С целью уменьшения температурного дрейфа УПТ с непосредственными связями в схеме может быть применена термокомпенсация при помощи кремниевого диодаD, включенного вместо резистора R_K1 (рисунок 3). С повышением температуры снижается обратное сопротивление диода и доля теплового коллекторного тока транзистора VT1, протекающего через базу транзистора VT2, уменьшается. Поэтому коллекторный ток транзистора VT2 при изменении темпе­ратуры почти не меняется.

          Компенсацию коллекторного напряжения предыдуще­го каскада можно осуществить при помощи дополнительно­го источника смещения Е через делитель напряжения R_П1, R_П2 (рисунок 2,г). Вместо двух источников постоянного на­пряжения E_K и E_CM  здесь можно использовать один источник со средней точкой. Коэффициент усиления такой схемы, называемой УПТ с потенциометрической связью, в 1,5...2 ра­за меньше, чем схемы УПТ с непосредственной связью, из-за потерь сигнала в потенциометре R_П1,R_П2 .

          Схемы усилителей постоянного тока на полевых тран­зисторах выполняются аналогично схемам УПТ.

1.1 Дрейф нуля в усилителях постоянного тока

          Отсутствие в схемах УПТ с непосредственными связя­ми разделительных конденсаторов и трансформаторов при­водит к прохождению через усилитель от входа к выходу одновременно с полезным сигналом сигнала помехи, вы­званного изменением параметров усилительных элементов и деталей схемы вследствие их старения и колебания темпе­ратуры окружающей среды, а также изменения питающих на­пряжений.