- •Часть II
- •Общие сведения…………………………………………………………. 46
- •Общие сведения………………………………………………………… 51
- •Общие сведения……………………………………………………………. 80
- •Основные сокращения
- •1. Обратные связи в аэу
- •1.1. Основные понятия
- •1.2. Влияние ос на передаточные свойства устройства
- •1.3. Влияние обратной связи на входное и выходное сопротивления
- •1.4. Влияние обратной связи на стабильность коэффициента передачи
- •1.5. Влияние обратной связи на амплитудно-частотную, фазочастотную и переходную характеристики
- •1.6. Влияние обратной связи на внутренние помехи
- •1.7. Влияние обратной связи на нелинейные искажения
- •1.7. Устойчивость устройств с обратной связью
- •2. Режимы работы и цепи питания усилительных элементов
- •2.1. Режимы работы усилительных элементов
- •2.1.1. Режим а
- •2.1.2. Режим в
- •2.1.3. Режим с
- •2.1.4. Режим d
- •2.2. Температурная нестабильность режима биполярного транзистора
- •2.3. Температурная нестабильность режима полевого транзистора
- •2.4. Методы стабилизации
- •2.5. Обобщенная схема задания и стабилизации рабочей точки
- •2.6. Схема эмиттерной стабилизации
- •2.7. Схема коллекторной стабилизации
- •2.8 Цепи питания полевых транзисторов
- •2.8.1. Цепи питания с фиксацией напряжения на затворе
- •2.8.2. Схемы истоковой стабилизации
- •2.9. Генераторы стабильного тока
- •3. Каскады предварительного усиления
- •3.1. Особенности каскадов предварительного усиления
- •3.2. Резисторный каскад на биполярном транзисторе
- •3.2.1. Принципиальная и эквивалентная схемы
- •3.2.2. Область средних частот
- •3.2.3. Область нижних частот и больших времен
- •3.2.4. Область верхних частот и малых времен
- •3.3. Коррекция амплитудно – частотных и переходных характеристик
- •3.3.1. Общие сведения
- •3.3.2. Схема эмиттерной высокочастотной коррекции
- •3.3.3. Схема индуктивной высокочастотной коррекции
- •3.3.4. Схема низкочастотной коррекции
- •3.4. Дифференциальный каскад
- •3.4.1. Общие сведения
- •3.4.2. Принцип действия
- •3.4.3. Параметры дифференциального каскада
- •3.5. Усилительные каскады на составных транзисторах
- •3.5.1. Общие сведения
- •3.5.2. Резисторный каскад на составном транзисторе
- •3.6. Усилительные каскады с динамическими нагрузками
- •4. Устойчивость операционных усилителей
- •4.1. Устойчивость многокаскадного усилителя постоянного тока
- •4.2. Условия устойчивости операционных усилителей
- •4.3. Коррекция ачх операционных усилителей
- •4.4. Косвенные признаки относительной устойчивости
- •4.5. Влияние емкости нагрузки и входной емкости на устойчивость оу
- •4.6. Частотная коррекция в цепи ос
- •5. Обработка аналоговых сигналов операционными усилителями
- •5.1. Инвертирующий усилитель
- •5.2. Неинвертирующий усилитель
- •5.3. Суммирующий усилитель
- •5 .4. Дифференциальный усилитель
- •5 .5. Интегратор
- •5.5. Дифференциатор
- •5.7. Логарифмирующие и антилогарифмирующие усилители
- •6. Перемножители напряжений
- •Общие сведения
- •6.2. Перемножители с переменной крутизной
- •6.3. Интегральные перемножители и их параметры
- •Особенности применения интегральных перемножителей
- •7. Компараторы напряжения
- •7.1. Назначение, параметры
- •7.2. Особенности применения полупроводниковых компараторов
- •7.3. Специализированные компараторы на операционных усилителях
- •Однопороговые компараторы
- •Регенераторные компараторы
- •Двухпороговые компараторы
- •8. Литература
3.4.3. Параметры дифференциального каскада
Входное сопротивление для ДС (RВХ) – это сопротивление между полюсами 1–0 (рис. 3.24). Со стороны источника сигнала VT1 включён по схеме ОК с нагрузкой , где RВХ2 – входное сопротивление VT2. По отношению к управляющему сигналу, снимаемому с сопротивления RЭ, транзистор VT2 включён по схеме ОБ, у которой входное сопротивление
. (3.32)
Для транзистора VT1 (схема ОК)
. (3.33)
Подставляя (3.31) и (3.32) в (3.33) и учитывая, что , получили
, (3.34)
где RВХЭ – входное сопротивление схемы ОЭ.
Э то следовало ожидать, т.к. при большом сопротивлении RЭ переменный ток в него не ответвляется и эквивалентная схема входной цепи принимает вид, представленный на рис. 3.25.
Если для повышения симметрии база VT2 заземляется через резистор RГ, то
.
Для повышения RВХ в каскадах на БТ одиночные транзисторы заменяют на составные (пара Дарлингтона), работающие в режиме микро токов.
Из эквивалентной схемы входной цепи для СС (рис. 3.26) следует, что
, (3.35)
т.е. .
При симметричном выходе и несимметричном входе (рис. 3.24)
.
Из схемы рис. 3.25 ( при RГ=0), т.е.
и коэффициент усиления
(3.36)
будет совпадать с коэффициентом усиления одиночного каскада с ОЭ. При несимметричном выходе Кд уменьшается в 2 раза.
При подаче СС (рис. 3.26) и при несимметричном выходе
и
(3.37)
Так как , то
. (3.38)
Если учесть разбаланс плеч ДК, то значение КС получается несколько больше.
Как уже отмечалось, в разделе 4.2.2 [1], способность схемы подавлять СС оценивается коэффициентом ослабления СС
(3.39)
С учётом (3.36) и (3.38)
. (3.40)
АЧХ и ПХ ДК совпадают с соответствующими характеристиками резисторного каскада в области верхних частот и малых времён (разд. 3.2.4). Поэтому, cоотношения (3.20)(3.28) относятся и к ДК. В диапазоне нижних частот и больших времён ДК не вносит ни частотных, ни переходных искажений, так как является УПТ.
Р еальные схемы ДК значительно сложнее. Так в схеме на рис. 3.27 ДК образован из двух составных транзисторов VТ1, VТ2 и VТ6, VТ7 вида ОК–ОБ (каскодная схема). В качестве нагрузки каскада используется ГСТ (VТ3, R1 и VТ8), играющий роль динамической нагрузки (см. разд. 3.6).
Передача напряжения от каждого входа до несимметричного выхода – коллектора транзистора VT8 – происходит двумя путями. От инвертирующего входа первый путь через базу–эмиттер VT1, эмиттер–коллектор VT2, базу–эмиттер VT4 и базу–коллектор VT8; второй – через базу–эмиттер VT1, эмиттер–базу VT2 и базу–коллектор VT7. От не инвертирующего входа первый путь через базу–эмиттер VT6 и эмиттер–коллектор VT7; второй – через базу–эмиттер VT6, эмиттер–базу VT7, базу–коллектор VT2, базу–эмиттер VT4 и базу–коллектор VT8.
Несложно убедиться в том, что при равных коэффициентах усиления тока базы и при h21Э>>1, благодаря последовательному соединению транзисторов VT1,VT2,VT3 и VT6,VT7,VT8, они работают в равных условиях как по постоянному, так и по переменному току; этому же способствует и соединение между базами транзисторов VT2, VT7 и VT3, VT8. Поэтому, коэффициенты передачи от обоих входов до выхода мало отличаются, что особенно обеспечивает высокую степень ослабления СС.
Требуемый режим работы по постоянному току осуществляется подачей напряжения смещения на базы транзисторов VT2 и VT7 от высокоомного делителя напряжения, образованного из двух ГСТ: на VT9 и VT10, R4; постоянство тока, потребляемого цепью этих ГСТ, поддерживается с помощью транзисторов VT5 и VT12 в диодном включении.
К достоинствам рассматриваемого каскада относятся высокая степень ослабления СС, относительно широкая полоса пропускания за счёт использования составных транзисторов каскадного типа, а также сравнительно большое усиление до 60дБ при большом входном сопротивлении.