- •Издательство мэи
- •Лабораторная работа № 1 изучение одиночных усилительных каскадов переменного тока на средних частотах
- •Краткое описание усилительных каскадов
- •Для каскада оЭсоответственно получим
- •Полное входное сопротивление каскада
- •Амплитудная характеристика каскада
- •Задание
- •Лабораторная работа № 2 амплитудно-частотная характеристика и искажения прямоугольного импульса одиночным усилительным каскадом
- •Амплитудно-частотная характеристика каскада
- •Искажение прямоугольного импульса усилителем
- •Задание
- •Лабораторная работа № 3 бестрансформаторные усилители мощности
- •Усилитель мощности класса в
- •Усилитель мощности класса а
- •Нелинейные искажения ум
- •Усилительные свойства каскада
- •Описание установки
- •Задание
- •Лабораторная работа № 4 дифференциальный каскад
- •Усилительные свойства
- •Амплитудная характеристика каскада
- •Разбаланс и температурный дрейф каскада
- •Описание стенда
- •Задание
- •Операционные усилители
- •Основные параметры и структура операционного усилителя
- •Дифференциальные каскады
- •Методические указания
- •Задание
- •Лабораторная работа № 6 усилители с частотно-независимой обратной связью
- •Общая характеристика цепей обратных связей
- •Характеристики исследуемого усилителя без ос
- •Усилитель с частотно-независимой ос
- •Методика измерении и лабораторный стенд
- •Задание
- •Задания, выполняемые по указанию преподавателя
- •Лабораторная работа № 7 усилители с частотно-зависимой обратной связью (активные фильтры)
- •Полосовые фильтры
- •После преобразований получаем
- •Задание
- •Библиографический список
- •Лабораторная работа № 8 стабилизаторы постоянного напряжения
- •Основные параметры стабилизаторов напряжения
- •Параметрический стабилизатор напряжения
- •Однокаскадные стабилизаторы
- •Многокаскадные стабилизаторы
- •Рекомендации по проведению измерений
- •Задание по изучению стабилизатора постоянного напряжения
- •Лабораторная работа № 9 Работа стабилизатора постоянного напряжения от сети переменного тока
- •Выпрямитель. Работа на активно-емкостную нагрузку
- •Выпрямитель со стабилизатором постоянного напряжения
- •Задание по изучению выпрямителя
- •Содержание
- •Учебное издание
Характеристики исследуемого усилителя без ос
Усилитель, исследуемый в работе (рис. 6.2), состоит из трех каскадов (дифференциального на транзисторах VT1 и VT2, транслятора уровня VT3, эмиттерного повторителя VT4) и представляет упрощенный вариант операционного усилителя.
Дифференциальный каскад обеспечивает высокое усиление схемы. Он удобен также и тем, что имеет два входа, на один из которых, например “Вх1”, можно подавать входной сигнал eГ, а на второй –“Вх2”– сигнал обратной связи eОС(uОС).
Дифференциальный каскад имеет в цепи эмиттеров транзисторов VT1 и VT2 резистор RЭ1 с высоким значением сопротивления. При подаче входного сигнала еГ ток через RЭ1 практически не изменяется. Входной ток протекает фактически по цепи Б1—Э1—Э2—Б2. При этом изменения базовых токов транзисторов VT1 и VT2 оказываются почти равными по
Рис. 6.2. Схема исследуемого усилителя (а), его обозначение (б)
|
величине, но противоположными по знаку. Используя допущения и приемы, описанные в работе №4, входное сопротивление дифференциального каскада можно выразить соотношением:
rВХ0 = rВХ Э1 + rВХ Б2 (b+1). (6.5)
Для полностью идентичных транзисторов VT1 и VT2 последнее выражение упрощается:
rВХ0 = 2rВХ Э =2r ВХ ПФ. (6.6)
В исследуемой схеме ток IЭ через транзисторы VT1 и VT2 выбран малым, поэтому rВХ Э = rБ + rЭ(b+1) » rЭ(b+1) имеет достаточно высокое значение, поскольку rЭ = jт/IЭ велико. Коэффициент передачи по напряжению данного каскада, определяемый как отношение переменного напряжения на одном, из коллекторов транзисторов, например VT2, к ЭДС источника сигнала eГ, равен
KU 2 = uК2 / eГ = iКRК / iБ rВХ0 = bRК / 2rВХ Э » RК / 2rЭ. (6.7)
Транслятор уровня (VT3–RЭ3–ГСТ) понижает постоянную составляющую напряжения на выходе усилителя до нуля, несущественно уменьшая коэффициент передачи сигнала. Этим исключается использование разделительных конденсаторов при организации обратных связей. Коэффициент передачи по напряжению транслятора уровня составляет
KU 3 = KU0V3 rВХ 4 / (rВХ 4 + RЭ 3), (6.8)
и близок к единице, так как коэффициент усиления по напряжению каскада общий коллектор на транзисторе VT3 составляет
KU0V3 = (rВХ 4 + RЭ 3) / (h11Б 3 + rВХ 4 + RЭ 3) @ 1,
и rВХ 4 @ (RН||RЭ 4) (b+1) >> RЭ 3.
Входное сопротивление транслятора уровня достаточно высоко и поэтому он практически не шунтирует выход дифференциального каскада.
Эмиттерный повторитель VT4, включенный на выходе схемы, предназначен для уменьшения выходного сопротивления всего усилителя. Снижение rВЫХ уменьшает влияние нагрузки на коэффициент усиления и облегчает создание цепей обратной связи.
Можно показать, что без учета резистора RЭ 4 выходное сопротивление повторителя равно
rВЫХ0 = h11Б 4 + (RЭ 3 + rВЫХ 3) / (b +1), (6.9)
где rВЫХ 3 = h11Б 3 + RК /( b3+1).
Для полной схемы rВЫХ = rВЫХ0 || RЭ 4.
Коэффициент усиления по напряжению эмиттерного повторителя VT4 составляет KU 4 = (RН||RЭ 4) / (h11Б4 + RН||RЭ 4) @ 1.
Общий коэффициент усиления по напряжению всего усилителя составит
KU0 = KU 2 KU 3 KU 4 » KU 2. (6.10)
В исследуемой схеме с целью обеспечения высокого коэффициента усиления КU0 сопротивление Rк взято большим. Однако при использовании двух транзисторов VTЗ и VT4 его вклад в выходное сопротивление усилителя, как видно из выражения (6.9), оказывается малым.
На выходе усилителя включен резистор RЭ4, с движка которого снимеется напряжение на "Выход 2". Изменяя положение движка, можно изменять коэффициент передачи по напряжению всего усилителя от нуля до максимума, (но одновременно существенно изменяется выходное сопротивление усилителя по "Выходу 2").