Дифференциальный каскад. Дифференциальный усилитель с каскодной схемой. Предлагаемая схема предоконечного каскада

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ...........................................................................................................................................1

ВВЕДЕНИЕ.........................................................................................................................................3

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ...............................................................4

1. Оконечный каскад.................................................................................................................4

2. Промежуточный каскад........................................................................................................5

2.1. Дифференциальный каскад...................................................................................5

2.2. Простая высокочастотная коррекция...................................................................5

2.3. Несимметричный дифференциальный усилитель...............................................6

2.4. Дифференциальный усилитель с каскодной схемой..........................................7

2.5. Дифференциальный усилитель с комплементарной каскодной схемой...........8

2.6. Предлагаемая схема предоконечного каскада.....................................................8

3. Входной каскад......................................................................................................................9

4. Генератор стабильного тока.................................................................................................9

5. Расчет количества каскадов................................................................................................10

6. Распределение искажений в усилителе.............................................................................10

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КАСКАДОВ И РЕГУЛЯТОРОВ.................................................11

1. Расчет выходного каскада (эмиттерный повторитель)....................................................11

2. Расчет предоконечного каскада.........................................................................................12

3. Расчет входного каскада.....................................................................................................15

4. Расчет регуляторов.............................................................................................................17

5. Расчет ГСТ...........................................................................................................................18

ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................................................................19

ЛИТЕРАТУРА..................................................................................................................................20

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ВВЕДЕНИЕ

Дифференциальный усилитель (ДУ) - одна из важнейших разновидностей транзисторных усилителей широко применяется в аналоговых схемах различного типа. Вопросы построения устройств с широкой и сверхширокой полосой пропускания (шире 150 МГц), малыми искажениями  и стабильным усилением приобрели особую актуальность в настоящее время в связи с переходом к разработке радиоэлектронной аппаратуры на основе интегральных схем. К ним относятся универсальные усилители с плоской амплитудно-частотной характеристикой, компараторы, широкополосные усилители промежуточной частоты, видеоусилители, усилители вертикального отклонения осциллографов, измерительные усилители с электронным управлением усиления в широких пределах. В частотных пределах 0 - 1000 МГц схема ДУ способна выполнять самые разнообразные и сложные радиотехнические и другие аналоговые функции. Ее хорошие высокочастотные свойства, высокая стабильность режима, что позволяет соединять каскады последовательно без переходных конденсаторов, служат основанием того, что линейная интегральная схемотехника основана на их различных вариантах.

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЯ

1. Оконечный каскад.

На выходе находится низкоомная нагрузка (ρ = 300 Ом), представляющая собой согласованный на конце кабель. Такая нагрузка требует сравнительно большого сигнального тока для обеспечения на ней необходимой амплитуды напряжения. В этом случае может быть рекомендован эмиттерный повторитель (рис.1.). Эмиттерный повторитель – каскад с последовательной отрицательной связью по напряжению, коэффициент передачи цепи обратной связи β = –1. Достоинством эмиттерного повторителя является малое выходное                 РИС.1.    сопротивление,  что  позволяет работать  на  низкоомную нагрузку. Выходное сопротивление:  R_вых = 1/S. Где S – крутизна транзистора.                               

Коэффициент усиления на средних частотах:

.

Как мы видим, здесь есть обратная связь, F=Sρ.

Тогда коэффициент усиления на высоких частотах:

, где τ_в = С_нρ / (1+Sρ) = C_нρ / F,

С_н – емкость нагрузки (в нашем случае – кабеля).

Наличие обратной связи приводит к уменьшению постоянной времени в F раз, это позволяет работать эмиттерному повторителю при одинаковых с каскадом с ОЭ частоте f_В и нагрузке ρ работать на емкостную нагрузку С_н, большую паразитной емкости С₀ в F раз. Поэтому в расчетах емкостью кабеля можно пренебречь.

2. Промежуточный каскад.

2.1. Дифференциальный каскад.

В качестве промежуточного каскада можно применить дифференциальный каскад.