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

->0 => Kосс->∞

При нагрузке R_н включается параллельно R_к

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 I_э1=I_э2=I₀/2 I_k1=I_k2=h_21б*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.

ОУ — активный 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: