(926)274-88-54
Бесплатная доставка.
Бесплатная сборка.
График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
|
|
Звоните! (926)274-88-54 Бесплатная доставка. Бесплатная сборка. |
Ассортимент тканей График работы: Ежедневно. С 8-00 до 20-00. Почта: soft_hous@mail.ru |
  
|
Читальный зал --> Полупроводниковая схемотехнология Рис. 4.32. Основная схема дифференциального усилителя. Коэффициент усилеии! дифференциального сигнала dV.i dV.i i *D = -тг- = ~17Г- ~ -г(с11С£). гае = = и.. - 1/.2. Коэффициент усиления синфазного сишала dV,i 1 Rr 1 *Gl = :Т7 = -77,---Т С/ = -г (f.i + f.2). Коэффициент ослабления синфазного сигнала G - AjflAQjvSr (г-внутреннее сопротивление исгочника тока). Входное сопротивление для дифференциального сигнала dVD dUo 2fBE. Входное сопротивление для синфазного сигнала VgI dVci = = = - Выходное сопротивление г, = RclkcB- Входной ток при отсутствии сигнала /fl = - (/.i +/.з) = 2 в стоянна и разность выходных напряжений, т. е. коэффициент усиления синфазного сигнала равен нулю. Если l/gi > Ug2, то изменяется распределение токов в дифференциальном усилителе: 1с\ увеличивается, а 1с2 уменьшается. Их сумма при этом остается равной 1 Поэтому А/с, = -А/с2. Таким образом, разность входных напряжений в отличие от синфазного управления вызывает изменение выходного напряжения. Изменение напряжения база-эмиттер, происходящее под воздействием температуры, действует как синфазный сигнал и. следовательно, не влияет на работу схемы. Поэтому дифференциальный усилитель хорошо приспособлен к работе в качестве усилителя постоянного тока. Из-за малого дрейфа дифференциальный усилитель используют также, когда требуется усилить не разность напряжений, а только входное напряжение. В этом случае один из двух входов имеет нулевой потенциал. При этом и о = Ug или Uo = - иъ зависимости от того, какой вход использован. Для точного определения коэффициента усиления по напряжению разложим входные напряжения на две части-напряжение синфазного сигнала Uqi и дифференциальное напряжение [/д: Ug, = t/c + 42U0 и Ug2 = и01 - V2Uo- Отсюда Ug, = hiUg, + Ug2) a Uo Ug, - Ug2. Рассмотрим сначала случай подачи дифференциального сигнала, т.е. выберем dUg, = -dUg2=l2dUo. При этом из соображений симметрии понятно, что эмиттерный потенциал останется постоянным и равным dUBEi= -dUBE2= lidUD- Таким образом, оба транзистора как бы включены в схему с общим эмиттером и обеспечивают следующие коэффициенты усиления по напряжению: dUo. 2dUBEi dUo -2dUBE2 -/SiRc ll-c£) = D. (4.37) + /2S(Rc\\rcE)= -По- следовательно, приращения коллекторных напряжений равны, имеют противоположные знаки и по величине вдвое меньше, чем в схеме с общим эмиттером, так как входное напряжение равномерно распределяется между двумя транзисторами. Чтобы определить коэффициент усиления синфазного сигнала будем считать, что в эмиттерную цепь включен источник тока с внутренним сопротивлением Если к обоим входам приложить одно и то же напряжение Ugi, то ток равномерно распределится между обоими транзисторами. При этом они работают как два параллельно включенных эмиттерных повторителя с общим эмиттерным сопротивлением г. Поэтому эмиттерный потенциал изменяется на dUgi, а приращение тока равно dI = dUai/Гк- Приращения коллекторных токов в два раза меньше, причем каждое из них вызывает на своем коллекторе синфазное изменение выходного напряжения dU2 = - dUo,. Отсюда получим коэффициент усиления синфазного сигнала (4.38) Типовое значение коэффициента усиления дифференциального сигнала составляет 50-f-lOO, а синфазного тlO~ Параметром качества дифференциального усилителя является отношение коэффициента усиления дифференциального сигнала к коэффициенту усиления синфазного сигнала. Оно называется коэффициентом ослабления синфазного сигнала (4.39) Из числового примера, приведенного в разд. 4.5.1, для источника тока величиной 1 мА получим внутреннее сопротивление 6,7 МОм. Крутизна характеристики транзистора при 1с = /2h = 0>5 мА составляет S = 0,5 мА/26 мВ = 19 мВ/В. При этом коэффициент ослабления синфазного сигнала G примерно равен 130000 = 102 дБ. Практически в большинстве случаев получается более низкое значение и, кроме того, выходные напряжения изменяются не синфазно в отличие от результата, приведенного в формуле (4.38). Это можно объяснить тем, что параметры транзисторов лишь приближенно равны тем, которые приняты в расчете. Поэтому верхняя граница коэффициента ослабления синфазного сигнала определяется исходя из разброса параметров пары транзисторов. Для двух транзисторов дифференциальной пары эта величина достигает 80--100 дБ. Вследствие наличия паразитных емкостей коллектор-база модуль коэффициента синфазного усиления увеличивается с ростом частоты и, следовательно, уменьшается коэффициент ослабления синфазного сигнала. Граничная частота ослабления синфазного сигнала намного ниже, чем для дифференциального усиления, так как частотнозависимым сопротивлением в первом случае является высокоом-ное сопротивление источника тока, а во втором-сравнительно низкоомное коллекторное сопротивление Rc- Типовая частотная характеристика, представленная на рис. 4.33, обеспечивает коллекторный ток, W0 80 60 40 20 О
Рис. 4.33. Частотная характеристика коэффициента дифференциального усиления а d и коэффициента ослабления синфазного сигнала G. равный 1 мА. При меньших токах частотная характеристика располагается ниже. 4.7.2. РЕЖИМ БОЛЬШОГО СИГНАЛА Ранее были рассмотрены передаточные характеристики дифференциальных усилителей, работающих на линейном участке. Получим теперь выражение для передаточной характеристики при больших сигналах. С учетом передаточной характеристики (4.1) получим а - s > г г Jbei/Vt С2 - S (4.40) Как видно из схемы, h = ici + кг, Ud = Ubei ~ Ube2-Отсюда найдем la- Z =-flthi). (4.41) 1 + gVo/Vr 2 V 2Ut) Передаточная характеристика, описываемая этим выражением, приведена на рис. 4.34. Линейный участок этой характе-  Таким образом, он увеличивается пропорционально квадрату и имеет значение намного меньшее, чем в схеме с общим эмиттером. Для сравнения рассчитаем амплитуду {/вмаю> при которой КОэффиЦИСНТ нелинейных искажений достигает 1%. Она составляет Udkc = 0,7177.= 18 мВ. Если исходить из коэффициента дифференциального усиления, равного 80, то при этом получим амплитуду выходного сигнала 1,4 В в отличие от 0,2 В в схеме с общим эмиттером. 4.7.3. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ПО ТОКУ Для управления - дифференциальным усилением дифференциального каскада используется отрицательная обратная связь (подобно тому как это делалось в одиноч- Рис. 4.34. Передаточная характеристика при больших сигналах. -8-5-4-22468 ристики составляет около ±2U-pX ± ± 50 мВ. На основе передаточной характеристики можно рассчитать коэффициент нелинейных искажений. Для этого разложим функцию th в ряд до третьего члена: Uo Uh 2Ut 2AU\ Отсюда с учетом Uo = Uo sin oof найдем Ud -sinmt - -(3sm(of - sin3(0£) Коэффициент нелинейных искажений определим как отношение амплитуды третьей гармоники к амплитуде первой гармоники: Uo/2Ut- 3Uo/96U\ 48 xlUo/Urf.(4A2) Ujj/Ut ном каскаде с общим эмиттером). Для этого в цепь каждого транзистора включается эмиттерный резистор (рис. 4.35, а). Если разность напряжений Uo = U - Uj изменится на величину ЛС/р, то напряжение на обоих резисторах также изменится примерно на А [/д. Приращение коллекторного тока составит А/с, = -AIc2AUo/2Re; отсюда получим коэффициент усиления по напряжению АоЛ - {Rc/2Re). На прохождение синфазного сигнала резисторы Re не влияют. Если, как показано на рис. 4.35,6, применить два источника стабильного тока, то отрицательную обратную связь по току
ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку. Звоните! Ежедневно! (926)274-88-54 Продажа и изготовление мебели. Копирование контента сайта запрещено. Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы. |
|||||||||||