Лекция 10. ∆UЭ – сигнал обратной связи, стабилизирующий сумму IЭ1 + IЭ2 = const

∆U_Э – сигнал обратной связи, стабилизирующий сумму I_Э1 + I_Э2 = const

Дрейф нуля

Пусть E₁ возрастает => ↑U_КЭ1 = U_КЭ2, U_ВЫХ = U_КЭ2 – U_КЭ1 = 0

Любые симметричные изменяющиеся сигналы в схеме не приводят к дрейфу нуля.

Приложим переменный 2-ой сигнал.

1) Между базами транзисторов.

Пустьбудет положительным, значит

∆U_БЭ1 > 0 => ∆I_Б1 > 0 => ∆I_К1 > 0 => ∆I_Э1 > 0 => ∆U_КЭ1 < 0.

будет отрицательным, значит

∆U_БЭ2 = 0 => ∆I_Б2 < 0 => ∆I_К2 = 0 => ∆I_Э2 < 0 => ∆U_КЭ2 > 0.

U_ВЫХ = ∆U_КЭ2 - ∆U_КЭ1 = 2 × ∆U_КЭ

Если U_ВХ1 = -U_ВХ2, следовательно ∆I_Э1 = -∆I_Э2

т.к. первый ток возрастает, а второй уменьшается, значит I_Э1 + I_Э2 = const

Значит ∆U_Э = 0, поэтому:

а) Обратная связь не оказывает влияние на коэффициент усиления дифференциального каскада.

б) В дифференциальном каскаде преодолеваются противоречие между необходимостью стабилизации режима за счёт обратной связи и влиянием R_Э на коэффициент усиления каскада.

2)Теперь приложим входной сигнал к базе первого транзистора, закоротив при этом второй вход. U_ВХ1 = e > 0; U_ВХ2 = 0.

Значит ∆U_БЭ1 > 0 =>∆I_Б1 > 0 => ∆I_К1 > 0 => ∆I_Э1 > 0 => ∆U_КЭ1 < 0;

При росте I_Б1, => ↑I_Э1, т.к. I_Э1 + I_Э2 = const; I_Э2 уменьшается и

∆I_Э2 = -∆I_Э1.

, ∆I_Б2 = -∆I_Б1, ∆I_K2 = -∆I_K1, ∆U_КЭ2 = -∆U_КЭ1,

U_ВЫХ = ∆U_КЭ2 - ∆U_КЭ1 > 0

Вывод: вход 1 неинвертирующий, т.к ∆U_ВХ>0 и ∆U_ВЫХ>0.Значит из аналогичных преобразований вход 2 является инвертирующий. При приложении входного сигнала к одному транзистору будут изменяться токи и напряжения в обоих транзисторах.

Дифференциальный каскад усиливает разность входных напряжений тогда, когда U_ВХ1 = U_ВХ2, следовательно U_ВЫХ = (U_ВХ1 – U_ВХ2) × K_U = 0 Усилитель работает в режиме синфазных сигналов. За счёт некоторой неодинаковости параметров: U_ВЫХ = k_С × U_ВХ, где k_С – коэффициент передачи синфазного сигнала. Чем меньше k_С, тем качественнее усилитель.

Недостатки: отсутствие общей точки между входным и выходным сигналом. Для устранения принимается схема несимметричного дифференциального каскада (ДК).

Общая точка – земля.

Основные параметры ДК

U_ВЫХ = 2 × ∆U_КЭ, т.к. I_Э1 + I_Э2 = const, значит источник тока R_Э = ∞

, следовательно ;

1)

2) Входное сопротивление каскада

; R_ВХ = 2 × r_Б,

3) Выходное сопротивление каскада

Закоротили U_ВХ, и все ЭДС, на нагрузке подключаем омметр.∆I_Б=0; ∆I_К=0; ∆I_Э=0; R_ВЫХ = 2 × R_К

Операционные усилители

Усилитель постоянного тока с большим коэффициентом усиления и высоким R_ВХ.

ЭП – эмиттерный повторитель.

Благодаря использованию симметричных ДК имеем слабый дрейф нуля. Несимметричный ДК даёт общую точку между U_ВХ и U_ВЫХ. Каскад с ОК даёт уменьшение R_ВЫХ. Из-за использования ДК напряжение питания ОУ двухполярно. Обозначение: ДА3.2 или А3.2, где 3 – номер в схеме, 2 – номер ОУ в корпусе, если их в корпусе несколько.

U_ВЫХ = K_U × (U_ВХ1 - U_ВХ2)

Говорят, что ОУ имеет дифференциальный вход, т.е. усиливает разность входных сигналов.

Основные параметры ОУ

1) K_UXX ≈ 50000

2) R_ВХ = 300 кОМ (биполярный транзистор)

= 10 МОМ (полевые транзисторы)

3) R_НАГ.MIN ≈ 3 кОМ (основная масса)

мА,

В мощных ОУ I_ВЫХ ≈ 300 мА

4) Напряжение смещения нуля U_СМ = 5 мВ

5) Напряжение питания E_П = 15 В (есть12,6;6,3; 5 ÷ 15)

Дата добавления: 2013-12-11