З узгодженими транзисторами

Вимірювальні підсилювачі

В таких підсилювачах використовується зворотний зв’язок по струму. Він викоритовується тоді, коли необхідний дуже низький рівень шуму, малий дрейф або мінімальний споживаний струм.

Розглянемо наступну схему:

VT1-VT4 – біполярні транзистори.

Схема включає вхідний диференціальний каскад (VT1, VT2), який живиться від узгоджених генераторів струму (VT3, VT4). Транзистори VT3 та VT4 з резисторами R41, R42, R5 та діодами VD1 та VD2 утворюють генератори стабільних струмів. При цьому в кожному плечі вхідного каскаду протікають рівні струми І. Диференціальна вхідна напруга (U_вх1 – U_вх2) прикладається до резистора R₃. Вхідні транзистори VT1 та VT2 відіграють, в цьому випадку роль емітерних повторювачів. Струм, що протікає через R₃ визиває розбаланс струмів в плечах вхідного каскаду. Цей розбаланс струмів створює диференціальну напругу на входах підсилювача А₁ із-за різного падіння напруги на рівних резисторах R₁₁ і R₁₂. Підсилювач А₁ прагне скомпенсувати цей розбаланс, подаючи струм І_ос на вхідний каскад через резистори R₂₁, R₂₂ і R₃, формуючи при цьому вихідну напругу U_вих.

Диференційний коефіцієнт підсилення буде:

Диференційний вхідний опір буде:

,

де: b - коефіцієнт підсилення по струму транзисторів VT1, VT2.

При виборі елементів необхідно враховувати слідуюче:

- діапазон вхідної напруги вимірювального підсилювача повинен обмежуватись для позитивних сигналів – максимальною вхідною напругою ОУ; для від’ємних сигналів – умовами нормальної роботи ГТС;

- напруга на входах ОУ А₁ повинна знаходитись в робочому діапазоні вхідних напруг цього ОУ. Слід вибирати ОУ, для якого допустима вхідна напруга близька до позитивної напруги живлення.

Для підвищення лінійності підсилювача вводять ОУ в кожне плече вхідного каскада до підсилювача А₁.

,

де: R₁₁ = R₁₂ = R₁;

R₂₁ = R₂₂ = R₂;

R₇₁ = R₇₂ = R₇;

R₈₁ = R₈₂ = R₈.

В порівнянні з попередньою схемою, така схема має переваги:

- напруга U_оп, резистор R₁, підсилювачі А₁ та А₂ задають постійні емітерні струми транзисторів VT1 та VT2 у всьому діапазоні вхідних напруг. Це дозволяє транзисторам VT1 та VT2 працювати при оптимальному значенні емітерного струму з низьким шумом або малим дрейфом у всьому робочому діапазоні вхідних напруг;

- зменшується нелінійність схеми, так як власний коефіцієнт підсилення вхідного каскада, завдяки ОУ А₁ і А₂ значно збільшується.

Дата добавления: 2014-01-15