Исследование дифференциального усилителя постоянного тока, страница 2

Возвращаемся к симметричной схеме каскада. Сбалансируем схему по постоянному току, подав на вход постоянное напряжение смещения нуля. Измерения проводятся при двух значениях тока ГСТ. По амплитудным характеристикам определим размах линейного участка (U_m»30 мВ). На вход ДУ (клемма Х1) подаем переменное напряжение с частотой f=1кГц и амплитудой, не превышающей размах линейного участка АХ ДУ. Выходное напряжение снимается с клемм Х4 или Х5 относительно общего провода.

Определяем коэффициент передачи по напряжению ДУ при токе  I_ГСТ1 для дифференциального сигнала:

U_вх=0.023мВ

U_вых=0.157мВ

Определяем коэффициент передачи по напряжению ДУ при токе  I_ГСТ2 для дифференциального сигнала:

U_вх=0.022мВ

U_вых=0.3мВ

6.  Измерение коэффициента передачи ДУ по напряжению для синфазного сигнала.

Измерения проводятся при двух значениях тока ГСТ. На вход синфазного сигнала ДУ (клемма Х2) подаем переменное напряжение частотой f=1кГц. Учитывая, что реакция ДУ на синфазные сигналы очень слабая, уровень подаваемого сигнала должен быть не менее 1В и не более 2.5В.

Определяем коэффициент передачи по напряжению ДУ при токе  I_ГСТ1 для синфазного сигнала:

U_вх=2.143 В

U_вых=32.224 мВ

Определяем коэффициент передачи по напряжению ДУ при токе  I_ГСТ2 для дифференциального сигнала:

U_вх=2.143 В

U_вых=0.284 В

7.  Расчет коэффициента ослабления синфазного сигнала ДУ для двух значений тока ГСТ.

Коэффициент ослабления синфазного сигнала определяется из соотношения:

Коэффициент ослабления синфазного сигнала ДУ при токе I_ГСТ1:

Коэффициент ослабления синфазного сигнала ДУ при токе I_ГСТ2:

Результаты всех измерений и расчетов сведем в таблицу 2:

8.  Вывод.

1.  Амплитудная характеристика ДУ для дифференциального сигнала представляет собой две гиперболические функции. Ход АХ обусловлен тем, что при подачи дифференциального сигнала на входы, коллекторные токи изменятся на одну и ту же величину, но будут иметь разные знаки. Это в свою очередь вызовет изменение коллекторных напряжений: с ростом одного пропорционально уменьшается второе. В области малого входного  дифференциального напряжения АХ имеет линейный характер.

2.  Величина тока ГСТ влияет на такие параметры, как коэффициент передачи дифференциального сигнала К_Д, коэффициент передачи синфазного сигнала К_С, и, следовательно, коэффициент ослабления синфазного сигнала К_ос.сф.: чем больше ток ГСТ, тем больше значение К_Д  и К_С, и соответственно меньше К_ос.сф..

3.  Напряжение смещения нуля – это такое дифференциальное напряжение, которое необходимо подать на вход ДУ, чтобы на его выходе установилось нулевое напряжение. К причинам его возникновения можно отнести дестабилизирующие факторы, влияющие на каскад (несимметричность входного дифференциального каскада, старение компонентов схемы и изменение их параметров и т.д.). Кроме того напряжение смещения нуля влияет на коэффициент передачи дифференциального сигнала К_Д , и соответственно на коэффициент ослабления синфазного сигнала К_ос.сф.: чем больше  напряжение смешения нуля, тем  меньше  значение К_Д, и следовательно меньше  К_ос.сф.

4.  Различия ДУ для синфазных и дифференциальных сигналов:

В идеале ДУ обеспечивает усиление только дифференциального сигнала, и не реагирует на синфазные сигналы, к которым можно отнести, например, изменение напряжения питания. Но в реале на выходе каскада при подачи на вход синфазного сигнала, может возникнуть небольшой дифференциальный сигнал, который обусловлен неполной идентичностью характеристик транзистора.