Вопрос №1. В предыдущей лекции был рассмотрен УПТ с непосредственными связями, который является наиболее простой и деше­вой схемой

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДУК

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И

ЛЕКЦИЯ №9

В предыдущей лекции был рассмотрен УПТ с непосредственными связями, который является наиболее простой и деше­вой схемой. Однако такой УПТ обладает наибольшим дрейфом нуля.

Дрейф нуля появляется по следующим причинам:

– старение элементов;

– изменение параметров УЭ от воздействия факторов окружающей среды (температуры, влажности, осадков и др.);

– флуктуация питающих напряжений.

Основным способом борьбы с дрейфом нуля является применение стабилизаторов напряжения и балансных (дифференциальных) схем.

Для повышения качества работы ДУК применяется генератор стабильного тока (ГСТ), собранный по схеме «токового зеркала». Использование ГСТ позволяет более эффективно усиливать дифференциальный сигнал, ослаблять синфазный, а также повышать КПД схемы ДУК.

Синфазные и дифференциальные сигналы, проходящие через ДУК

Наиболее распространенным и употребительным является дифференциальный усилительный каскад (ДУК), который имеет два входа, симметричных относительно общего провода (рис.9.1).

Свое название ДУК получил потому, что он усиливает не абсолютные значения входных напряжений U_ВХ1 и U_ВХ2, а их разность

, (9.1)

где К_U – коэффициент усиления ДУК,

U_ВХ1 – входное напряжение первого плеча,

U_ВХ2 – входное напряжение второго плеча,

U_ВЫХ1 – выходное напряжение первого плеча,

U_ВЫХ2 – выходное напряжение второго плеча.

U_ВЫХ1 U_ВЫХ2

U_ВХ1 U_ВХ2

I_Э

R_Э

Рис.9.1. Дифференциальный усилительный каскад

Принцип работы ДУК.

При анализе работы ДУК обычно пользуются понятием синфазного и противофазного (дифференциального) входного сигнала. Если на базы транзисторов VT₁ и VT₂ поступает одинаковый по величине и фазе сигнал, то он называется синфазным. Физической природой синфазного сигнала являются паразитные наводки, старение деталей, флуктуация питающих напряжений, влияние температуры − дрейф нуля.

Если фазы колебаний на базах транзисторов VT₁ и VT₂ отличаются друг от друга на 180 градусов, то сигнал называется дифференциальным. Под дифференциальным сигналом понимается полезный сигнал, который необходимо усилить.

При анализе работы ДУК при прохождении синфазного и противофазного сигнала учитывается равенство:

− номиналов резисторов Rк₁ = Rк₂ (рис.9.1),

− номиналов резисторов R₁ = R₂,

− параметров транзисторов VT₁ и VT₂.

Подача синфазного выходного сигнала вызовет одинаковые по абсолютной величине и знаку приращения эмиттерных и коллекторных токов транзисторов VT₁ и VT₂. В результате, потенциалы коллекторов VT₁ и VT₂ изменятся на одинаковую величину (Uк₁ = Uк₂ = Uвых₁ = Uвых₂), а разность между ними не изменится. Это означает, что выходное напряжение каскада останется равным нулю, как и в исходном состоянии

, (9.2)

где К_Ucc − коэффициент усиления синфазного сигнала.

Иначе говоря, каскад «не реагирует» (по выходу) на синфазный сигнал. В то же время одинаковые приращения эмиттерных токов (Iэ₁ =Iэ₂) транзисторов VT₁ и VT₂ вызовут на резисторе Rэ приращение напряжения, которое является напряжением ООС. Появление ООС приводит к уменьшению потенциалов коллекторов Uк₁=Uвых₁, Uк₂=Uвых₂ транзисторов VT₁ и VT₂ и подавлению синфазного сигнала (СС). Подавление СС будет тем сильнее, чем больше величина резистора Rэ.