І. Теоретичні відомості

1 2 3 4 5

ІНСТИТУТ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙ,РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОННОЇ ТЕХНІКИ

КАФЕДРА РЕПС

Дослідження властивостей диференційного каскаду

Методичні вказівки до лабораторної роботи

з дисципліни “Аналогові електроні пристрої”

для студентів спеціальності 23.01

Всі цитати, цифровий і фактичний

матеріал, бібліографічні відомості

перевірені, написання одиниць

відповідає стандартам.

Затверджено на

засіданні кафедри

радіоелектронних пристроїв

Протокол ____від_______________

Львів “ЛП” – 1994

Дослідження властивостей диференційного каскаду: Методичні вказівки до лабораторної роботи з дисципліни “Аналогові електроні пристрої” для студентів спеціальності 23.01 / укладачі І. І. Блажкевич, Л. А. Сніцарук. – Львів.: ЛП 1994 -. – На укр. мові.

Укладачі: І. І. Блажкевич к. т. н., Л. А. Сніцарук к. т. н., с. н. с.

Відповідальний за випуск З. Д. Грицьків д. т. н., с. н. с.

Рецезенти: В. Д. Голинський, к. т. н., доц.

К. С. Сименистий, к. т. н., доц.

Мета роботи: експериментальне дослідження основних властивостей диференційного каскаду підсилення напруги.

І. ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

В підсилювачах постійного струму каскади гальванічно зв’язані, тобто в схемі відсутні роздільчі конденсатори. В зв’язку з тим підсилювачі мають рівномірну амплітудо-частотну характеристику (АЧХ) від частоти f=0 (постійний струм). Однак, навіть невелика температурна нестабільність вхідних каскадів при великому коефіцієнті підсилення приводить до появи повільних змін вихідної напруги. Цей дрейф U_вих приймається як сигнал і є основним джерелом похибок підсилювачів постійного струму.

Малий дрейф вихідної напруги властивий диференційним каскадом (ДК) з емітер ним зв’язком (рис.1). в схему ДК входить два транзистори VT1, VT2 з одинаковими параметрами, резистори колекторів R_K₁=R_K₂ і загальний емітер ний резистор R_E. Таким чином це мостова схема, для якої характерним є те, що при R_K₁*r_KE₂=R_K₂*r_KE₁, диференційна напруга (між колекторами транзисторів VT1 і VT2) дорівнює нулю. В цій формулі r_KE₁ і r_KE_{2 –} опорипереходів колектор-емітер VT1, VT2.

ДК може підсилювати два синфазних (E_Г₁=E_Г₂), два протифазних (Е_Г1=-Е_Г2), або несиметричний вхідний сигнал (Е_Г1=, Е_Г2=0). При цьому вихідний сигнал може змінюватись симетрично – між колекторами транзисторів VT1, VT2 (U_вих=U₂^'=U₂^"), або несемитрично між одним із колекторів і землею при цьому на виході 1 (рис.2) сигнал буде протифазним до вхідного.

1.1. ПІДСИЛЕННЯ СИНФАЗНИХ СИГНАЛІВ

При подачі на бази VT1 i VT2 рівних синфазних сигналів Е_Г1 і Е_Г2 (перемикач SA1 в положенні 1) на коллекторах з’являються симетричні напруги, повернуті на 180° відносно Е_Г1 і Е_Г2, що властиво для ввімкнення транзистора по схемі зі загальним емітером. При несемитричному виході U_вих=U₂^'=U₂^». Коефіцієнт підсилення синфазних сигналів, з урахуванням впливу послідовного по струму від’ємного зворотного зв’язку (ВЗЗ), дорівнює:

K_U (1)

Де - навантаження плеча каскаду, що складається з R_k та ввімкненого паралельно до нього опору навантаження, приведеного до одного плеча:

(2)

Рис. 1.

Рис. 2.

Для підвищення стабільності ДК необхідно зменшувати його s w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> . З цією метою часто замість резисторів R_E з великим значенням опору, що приводить до збільшеного розсіювання енергії, застосовують електронний опір VT3 (рис. 2). Динамічний опір(r_д) VT3 в лінійній області вихідних характеристик складає десятки кілоом і може бути що збільшений при введені резистора R6 в коло емітера VT3 (рис. 2), за рахунок якого виникає послідовний по струму ВЗЗ. В цьому випадку .

1.2. ПІДСИЛЕННЯ СИГНАЛУ ПРИ НЕСИМЕТРИЧНОМУ ВВІМКНЕННІ

При підсиленні в цьому режимі транзистор VT1 працює по схемі зі загальним емітером, а VT2 – по схемі зі загальною базою. На вхід VT1 подається напруга Е_Г1, а вхідною напругою VT2 є падіння напруги на резисторі R_E, (SA1-3). Напруги на виході ДК i в цьому режимі протифазні. Тоді, при умові симетрії плеч і симетричному виході, вихідна напруга дорівнює:

= -(- )=2 (3)

При несиметричному ввімкнені ВЗЗ в схемі не діє, оскільки струми та , що протікають через загальний для VT1 і VT2 емітерний опір, протифазні. Коефіцієнт підсилення ДК в цьому випадку дорівнює:

Що при , можна записати:

(4)

Частотні властивості ДК в області верхніх частот співпадає із частотними властивостями звичайного резистивного каскаду. Частотні спотворення на нижніх частотах в ДК відсутні.

В приведеному ДК (рис.1) використовуються два джерела живлення +Е і –Е. В зв’язку з цим відповідає необхідність в режимозадаючих резисторах в колах баз (R_Б=0), що є однією з умов постійної стабільності статичного режиму VT1 і VT2.

Вхідні опори ДК різні при підсилені синфазних та протифазних сигналів.

Для синфазних сигналів опір R_вх великий завдяки впливу послідовного по струму ВВЗ:

(5)