УСИЛИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ С РЕЗИСТИВНО-ЕМКОСТНОЙ

СВЯЗЬЮ

Усилительные каскады с общим эмиттером и общим истоком, яв­ляющиеся основой усилителей напряжения, имеют коэффициент уси­ления , равный, как правило, нескольким десяткам. Однако для многих устройств промышленной электроники требуются усилители со значительно большими коэффициентами усиления по напряжению. В этих случаях часто используют многокаскадные усилители с резистивно-ем­костной связью. На рис. 3.25 приведена схема двухкаскадного усилите­ля напряжения с резистивно-емкостной связью на биполярных тран­зисторах типа п-р-п Усилитель состоит из двух усилительных каска­дов с общим эмиттером, соединенных между собой через конденсатор связи С_с1, который не пропускает постоянную составляющую коллек­торного напряжения транзисторна VT₁ в базовую цепь транзистора VT₂ Конденсатор связи С_с2 не пропускает постоянную составляющую кол­лекторного напряжения транзистора VT₂ на нагрузочное устройство усилителя, которое подключают к этому конденсатору

Рис 3.25. Схема двухкаскадного усилителя напряжения с резистивно­емкостной связью на биполярных транзисторах

 

Рис 3.26 Схема замещения транзисторного двухкаскадного усилителя на­пряжения с резистивно-емкостной связью

В каждом усилительном каскаде применена температурная стабили­зация, обеспечиваемая элементами R_э и Сэ. На рис. 3, 26 приведена схе­ма замещения транзисторного двухкаскадного усилителя напряжения с резис­тивно-емкостной связью без нагрузочного устройства, поэтому на схе­ме не показан конденсатор связи С_с2. Емкостный элемент С₀ учитыва­ет входную емкость С_вх второго каскада (3.10а) и емкость монтажа С_м

(3.34)

где — коэффициент усиления по напряжению второго каскада; С_К2— емкость коллекторного перехода второго транзистора.

Для определения коэффициента усиления заменим усилительный каскад эквивалентным генератором (рис. 3 27) с ЭДС, равной выход­ному напряжению ненагруженного усилительного каскада и внутренним сопротивлением, равным выходному сопро­тивлению усилительного каскада с общим эмиттером, т.е.

Как было показано в § 3.2, коэффициент усиления по напряжению ненагруженного усилительного каскада с общим эмиттером

На эквивалентной схеме усилительного каскада (см. рис. 3.27) представляет собой входное сопротивление следующего каскада.

Рис 3.27. Эквивалентная схема уси­лительного каскада с резистивно­емкостной связью

Как видно из рис. 3.27, выходное напряжение (3.35) или после несложных преобразований
(3.35а)
Так как в усилителях емкость во много раз меньше емкости С_с, то в формуле (3.35а) членом по сравнению с можно пренебречь. С учетом этого выходное напряжение (3.35 б)
Учитывая, что = , выражение для коэффициента усиления по напряжению каскада усилителя с резистивно-емкостной связью мож­но записать в виде (3.36) где — соответственно постоянные времени усилительного каскада на верхних и нижних частотах. Из (3.36) нетрудно получить модуль коэффициента усиления по напряжению усилительного каскада

(3.37) и аргумент, представляющий собой угол сдвига фаз между выходным и входным напряжениями: (3.38)

Из полученных выражений видно, что коэффициент усиления каскада зависит от частоты. Наибольшие значения коэффициент усиления имеет в области средних частот, для которой . В этой области частот емкости С_с и С₀, входящие в выражения для постоянных времени тих не оказывают влияния на коэффициент усиления. Максимальное значение

коэффициент усиления имеет на частоте

(3.39)

которая называется квазирезонансной частотой усилителя.

В области нижних частот , поэтому для определения коэффициента усиления К_н можно воспользоваться формулой

(3.37а)

Из этой формулы видно, что на коэффициент усиления сильное влия­ние оказывает емкость конденсатора связи С_с, входящая в вьфажение для постоянной времени т_н. С уменьшением частоты сопротивление кон­денсатора связи х_Сс = 1/ С_с возрастает, падение напряжения на нем увели­чивается, выходное напряжение уменьшается, что приводит к снижению коэффициента усиления

В области верхних частот и коэффициент усиления выража­ется формулой

(3.37б)

Это означает, что на коэффициент усиления оказывает влияние емкость, входящая в выражение для постоянной времени . Сопротивление емкостного элемента С₀ на нижних частотах много больше R_вх, поэтому оно не влияет на значение выходного напряжения. На верхних час­тотах сопротивление становится соизмеримым с R_вх. С ростом частоты сопротивление уменьшается, шунтирует сопротивление R_вх, поэтому выходное напряжение, а следовательно, и коэффициент усиления снижаются. Конденсатор связи С_с на верхних частотах не оказывает вли­яния на коэффициент усиления, так как его сопротивление х_Сс мало.

Для оценки свойств усилителя напряжения с резистивно-емкостной связью на разных частотах пользуются амплитудно-частотными и фазо-частотными характеристиками Эти характе­ристики для усилителя с резистивно-емкостной связью приведены из рис.3.28, а, б.

При очень низких частотах ( ) коэффициент усиления усилителя , так как сопротивление конденсатора связи

 

 

Рис.3.28. Амплитудно-частотная (а) и фазо-частотная (б) характеристики усилителя напряжения с резистивно-емкостной связью

 

При очень высоких частотах ( ) коэффициент усиления ,, так как сопротивление емкостного элемента .

Снижение коэффициента усиления в области нижних и верхних частот (см.рис.3.28, а) называют частотными искажениями. Это название обус­ловлено тем, что при усилении несинусоидального напряжения отдельные составляющие его усиливаются по-разному из-за неравномерной частот­ной характеристики, вследствие чего форма кривой усиливаемого напря­жения искажается.

 

Частотные искажения оценивают коэффициентами частотных искаже­ний, которые равны:

на нижних частотах

(3 40)

на верхних частотах

(3.41)

Обычно для усилителей напряжения с резистивно-емкостной связью допускаемый коэффициент частотных искажений лежит в пределах 1, 05 — 1, 4. Очень часто допустимое значение частотных искажений при­нимают равным . Это соответствует частотам, при которых 1/ и становятся равными единице. Частоты и , соответствую­щие допустимым значениям коэффициента частотных искажений, назы­вают нижней и верхней граничными частотами, а диапазон частот, в котором коэффициенты частотных искажений не превышают допусти­мых значений, т.е. - полосой пропускания усилителя.

Фазо-частотная характеристика усилителя (смрис. 3.28, б) показывает, что в области нижних частот выходное напряжение опережает по фазе входное, а в области верхних частот отстает от него. В предельных случа­ях при и угол сдвига фаз стремится соответственно к π /2 и - π /2.

Рассмотренные выражения справедливы при неизменных парамет­рах транзистора.

Однако коэффициент передачи тока на высоких частотах умень­шается в раз на некоторой предельной частоте . Это не сказывается на частотных характеристиках усилителя, если в пределах полосы пропус­кания значение остается постоянным, т.е. если предельная частота значительно больше верхней граничной частоты усилителя .

При соизмеримых значениях и на высоких частотах увели­чиваются спад коэффициента усиления и угол сдвига фаз между вы­ходным и входным напряжениями (пунктирные кривые на рис. 3.28). Это необходимо учитывать при выборе типа транзистора и определе­нии полосы пропускания. При полоса пропускания на высо­ких частотах ограничена предельной частотой транзистора и не зависит от параметров элементов усилителя.

Коэффициент усиления многокаскадного усилителя в идеальном случае равен произведению коэффициентов усиления отдельных каскадов:

(3.42)

Отсюда следует, что коэффициент частотных искажений и углы сдвига фаз между выходным и входным напряжениями многокаскад­ного усилителя возрастают с увеличением количества каскадов:

(3.43)

(3.44)

Следовательно, полоса пропускания усилителя с увеличением ко­личества каскадов уменьшается.

В последнее время многокаскадные усилители переменного напряже­ния с резистивно-емкостной связью часто выполняют на интегральных микросхемах. Например, интегральные микросхемы серии К123 позво­ляют создавать многокаскадные усилители низкой частоты с полосой пропускания 220 Гц — 100 кГц и коэффициентом усиления 30 — 500.

Следует иметь в виду, что в интегральных микросхемах отсутствуют конденсаторы связи, входные и выходные разделительные конденсаторы, так как конденсаторы большой емкости трудно выполнять в интегральном исполнении, поэтому помимо входных и выходных выводов, выво­дов для подключения источников питания микросхемы снабжают выво­дами для подключения конденсаторов связи.

Задача 3.16. Определить коэффициент усиления на средних часто­тах первого усилительного каскада двухкаскадного усилителя с резистивно-емкостной связью (см.рис.3.25), верхнюю и нижнюю граничные час­тоты, на которых коэффициент усиления равен если известно, что , кОм, емкость конденсатора связи , емкость мкФ, входное сопротивление второго каскада Ом.

Решение. Используя формулы для коэффициента усиления на средних частотах, верхней и нижней граничной частот, получим:

Задача 3.17 *. Как изменятся верхняя и нижняя граничные частоты первого усилительного каскада усилителя, рассмотренного в задаче 3.16, если: а) емкость C_c1 уменьшить в 4 раза; б ) увеличить в 2 раза; в) емкость С₀₂ увеличить в 4 раза; г) С₀₂ уменьшить в 2 раза?

Ответы приведены в таблице

Варианты	а	б	в	г
, кГц	65, 6	65, 6	16, 4	131, 2

 

Задача 3.18. Определить коэффициент частотных искажений , если на нижней граничной частоте коэффициент усиления составляет 25, а на средней частоте — 30.

Ответ: М_н=1, 2.

Задача 3.19. Определить коэффициент усиления усилителя на сред­них частотах, если на высшей частоте полосы пропускания коэффициент усиления , а коэффициент частотных искажений М_в= 1, 1

Ответ: K₀=44.

Задача 3.20. Определить частоту, на которой коэффициент усиления будет иметь максимальное значение, если известно, что постоянная времени в области верхних частот τ _в = 0, 3 мкс, а в области нижних частот τ _н = 6 мс.

Решение. Значение средней частоты, на которой коэффициент усиления максимален, определяем с помощью формулы (3.39)

кГц.

ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ В УСИЛИТЕЛЯХ

Обратной связью в усилителях называют подачу части (или всего) выходного сигнала усилителя на его вход.

На рис. 3.29 изображена структурная схема усилителя с обратной связью. Обратные связи в усилителях обычно создают специально. Однако они иногда возникают самопроизвольно. Самопроизвольные обратные связи называют паразитными.

Если при наличии обратной связи входное напряжение склады­вается с напряжением обратной связи , в результате чего на усили­тель передается увеличенное напряжение , то такую обратную связь называют положительной.

Если после введения обратной связи напряжение на входе и на выходе усилителя уменьшаются, что вызывается вычитанием на­пряжения обратной связи из входного напряжения , то такую об­ратную связь называют отрицательной.

Все обратные связи делятся на обратные связи по напряжению и по току. В обратной связи по напряжению , где — коэффициент передачи четырехполюсника обратной связи. В обрат­ной связи по току , где — взаимное сопротивление выходной цепи и цепи обратной связи. Кроме того, все обратные связи по виду входных цепей усилителей подразделяют на последова­тельные, при которых цепи обратной связи включают последователь­но с входными цепями усилителя, и параллельные, когда цепь обрат­ной связи включают параллельно входным цепям усилителя.

 

 

Рис 3.29 Схема усилителя с обрат­ной связью

 

Рассмотрим влияние отрицательной обратной связи по напряже­нию на коэффициент усиления усилителя. При отрицательной после­довательной обратной связи по напряжению для входной цепи усили­теля (см.рис.3.29) можно составить уравнение

(3.42)

С учетом равенства выражение (3.42) можно перепи­сать в виде

(3.43)

Очевидно, для усилителя без обратной связи , поэтому ко­эффициент усиления усилителя без обратной связи

. (3.44)

Учитывая (3.44), запишем выражение для коэффициента усиления усилителя с отрицательной обратной связью:

(3.45)

Разделив в последнем выражении числитель и знаменатель на , получим

Из этой формулы следует, что введение отрицательной обратной связи уменьшает коэффициент усиления усилителя в ( ) раз.

Аналогично можно показать, что коэффициент усиления усилите­ля с положительной обратной связью

(3.47)

Как видно из выражения (3.47), введение положительной обрат­ной связи повышает коэффициент усиления усилителя. Однако пол­ожительная обратная связь в электронных усилителях практически не применяется, так как при этом, как будет показано далее, стабиль­ность коэффициента усиления значительно ухудшается

Несмотря на снижение коэффициента усиления, отрицательную об­ратную связь в усилителях применяют очень часто. В результате вве­дения отрицательной обратной связи существенно улучшаются свойства усилителя.

а) повышается стабильность коэффициента усиления усилителя при Изменениях параметров транзисторов;

б) снижается уровень нелинейных искажений;

в) увеличивается входное и уменьшается выходное сопротивления усилителя;

г) расширяется полоса пропускания усилителя.

Для оценки стабильности коэффициента усиления усилителя с об­ратной связью следует определить его относительное изменение

Приращение для усилителя с отрицательной обратной связью

(3.48)

Относительное изменение коэффициента усиления усилителя с от­рицательной обратной связью

(3.49)

Отсюда видно, что всякое изменение коэффициента усиления ос­лабляется действием отрицательной обратной связи в ( ) раз.

Отрицательная обратная связь ослабляет влияние всех изменений коэффициента усиления К, в том числе связанных с неравномерностью частотной характеристики. Поэтому в таком усилителе с обратной связью расширяется полоса пропускания как в сторону низких, так и в сторону высоких частот, уменьшаются частотные искажения.

Если значение много больше единицы, что представляет собой глубокую отрицательную обратную связь, то

. (3.50)

Это выражение свидетельствует о том, что при глубокой отрица­тельной обратной связи коэффициент усиления усилителя не за­висит от коэффициента усиления , т.е. не зависит от причин, вызы­вающих изменение коэффициента усиления.

Аналогично можно показать, что в случае положительной обрат­ной связи стабильность коэффициента усиления ухудшается:

(3.51)

Отрицательная обратная связь уменьшает возникающие в усилителе нелинейные искажения. Это можно объяснить следующим образом В усилителе без обратной связи при большом входном напряжении за счет нелинейных искажений в выходном напряжении помимо основной гармо­ники появляются высшие гармонические составляющие, наличие которых искажает форму выходного напряжения. При введении отрицательной об­ратной связи высшие гармонические составляющие через звено обратной связи подаются на вход усилителя и усиленными появляются на его выхо­де Усиленные высшие гармоники вычитаются из выходного напряжения усилителя, так как благодаря действию отрицательной обратной связи они будут поступать в противофазе с высшими гармоническими составля­ющими, появляющимися вследствие нелинейных искажений усилителя Таким образом, содержание гармоник при том же значении выходного напряжения уменьшится, а следовательно, искажения усиливаемого на­пряжения в усилителе с отрицательной обратной связью будут меньше

Введение последовательной обратной связи по напряжению увеличи­вает входное сопротивление. Входное сопротивление усилителя с отрица­тельной обратной связью можно определить, если составить уравнение, исходя из выражения (3 43) и учитывая, что , а Принимая также во внимание, что , уравнение (3.43) можно записать в виде

, (3 52)

где — входное сопротивление усилителя с обратной связью; — входное сопротивление усилителя без обратной связи; — входной ток усилителя.

Таким образом, входное сопротивление усилителя за счет введения отрицательной обратной связи увеличивается в ( ) раз.

(3.53)

Нетрудно получить выражение для выходного сопротивления усилите­ля с отрицательной обратной связью по напряжению

(3.54)

из которого видно, что введение отрицательной обратной связи уменьша­ет выходное сопротивление усилителя в ( ) раз

На рис 3.30 показана схема усилителя с последовательной отрица­тельной обратной связью по току Как видно, Такая обрат­ная связь возникает только при наличии выходного тока, т.е. при работе усилителя на нагрузочное устройство.

Рис 3.30. Схема усилителя с последовательной отрицательной обратной связью по току

 

Последовательная отрицательная обратная связь по току увеличивает и входное и выходное сопротивления усилителя и не изменяет его коэф­фициента усиления по напряжению в режиме холостого хода , но за счет увеличения выходного сопротивления уменьшает выходной ток.

До сих пор рассматривались обратные связи, создаваемые в усилите­лях специально. Ниже будут рассмотрены паразитные обратные связи, которые возникают в усилителе самопроизвольно и очень часто сущес­твенно ухудшают его работу.

Существует несколько видов паразитных обратных связей:

1) паразитная связь между каскадами через цепи питания;

2) емкостная (электростатическая) связь, обусловленная паразитными емкостями между выходом и входом усилителя;

3) магнитная связь, появляющаяся при близком расположении вход­ных и выходных трансформаторов усилителя.

Если в усилителе имеется слабая положительная обратная связь, то ухудшение его работы проявляется в увеличении частотных и нелиней­ных искажений. Когда же в усилителе появляются сильная паразитная положительная обратная связь ( ), он может самовозбудиться, так как в соответствии с (3.47) при : и

, т.е. в отсутствие входного напряжения, на выходе усилителя может появиться переменное выходное напряжение.

Наиболее серьезной паразитной обратной связью является связь меж­ду каскадами через цепи питания. Такая связь обычно имеется в много­каскадном усилителе, питающемся от одного источника питания. В этом случае токи всех каскадов усилителя замыкаются через источник пита­ния. Мощные оконечные каскады создают на внутреннем сопротивлении источника питания заметное падение напряжения от переменной состав- дяющей тока. Это переменное напряжение попадает в цепи питания первыx каскадов усилителя, образуя нежелательные паразитные обратные связи. Для устранения такого вида обратных связей применяют развязы­вающие Г-образные RC-фильтры, как при сглаживании пульсаций напря­жения в выпрямителе. Иногда первые каскады даже питают от отдельно­го выпрямителя.

Емкостные и индуктивные (магнитные) обратные связи возникают из- за нерационального монтажа, когда в многокаскадном усилителе выход­ные цепи усилителя расположены вблизи от его входных цепей, что при­водит к возникновению заметной емкости и взаимной индуктивности между элементами входной и выходной цепей. Такие виды обратной свя­зи устраняют в основном рациональным монтажом и экранированием первых каскадов усилителя. Для этого индуктивные катушки, трансфор­маторы, соединительные провода и выходные цепи помещают в специ­альные экраны.

В заключение отметим, что устранять паразитные обратные связи до­вольно сложно, это требует большого практического опыта

Задача 3.21. Усилитель с коэффициентом усиления охвачен отрицательной обратной связью. Определить коэффициент усиления уси­лителя с обратной связью , если коэффициент передачи цепи обрат­ной связи .

Ответ: .

Задача 3.22. Какое напряжение необходимо подать на вход усилителя, охваченного отрицательной обратной связью с , для того, чтобы

на выходе усилителя получить В, если K=25?

Ответ: В.

Задача 3.23. Изменение коэффициента усиления усилителя с составляет ±10%. Определить коэффициент передачи р цепи обратной связи, которую необходимо подключить, чтобы изменение коэффициента усиления не превышало ± 2%, а также значение после подключения цепи отрицательной обратной связи.

Ответ: ; .

Задача 3.24. Усилитель с коэффициентом усиления K =150 охвачен отрицательной обратной связью. Определить коэффициент передачи цепи кратной связи , при котором стабильность коэффициента усиления уве­личится в 10 раз по сравнению со стабильностью при отсутствии обрат­им связи. Определить коэффициент усиления усилителя .

Ответ: ;

3.10. УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

В промышленной электронике, особенно при контроле и измерь нии многих неэлектрических величин, возникает необходимость уси. ления сигналов очень низких частот — порядка долей герц. Для этого требуются усилители, имеющие равномерную амплитудно-частотна характеристику до самых низких частот. Такие усилители называют усилителями постоянного тока (УПТ). В многокаскадных УПТ для связи между каскадами не могут быть использованы реактивные эле­менты связи (конденсаторы, трансформаторы), поэтому для этой цели, как правило, служат резисторы.

В усилителях постоянного тока возникают специфические труд­ности, связанные с отделением полезного сигнала от постоянных со­ставляющих напряжений и тока, необходимых для работы транзисто­ров, используемых в усилителях.

Как и в усилителях с резистивно-емкостной связью, характеристи­ки усилителей постоянного тока должны отвечать ряду требований:

1) в отсутствие входного сигнала должен отсутствовать выходной сигнал;

2) при изменении знака входного сигнала должен изменять знак и выходной сигнал;

3) напряжение на нагрузочном устройстве должно быть пропорци­онально входному напряжению.

Второе и третье требования в УПТ, так же как и в других усилите­лях, выполняются при работе усилителя в режиме А. Для выполнения первого условия необходимо отделить полезный выходной сигнал от постоянных составляющих тока и напряжения транзистора.

В усилителях постоянного тока отделение постоянных составляющих напряжения, как правило, производится компенсационным методом.

Рис 3 31 Схема двухкаскадного УПТ на биполярных транзисторах

На рис.3.31 приведена схема двухкаскадного УПТ на биполярных транзисторах типа п-р-п. Каждый каскад является усилительным каска­дом с общим эмиттером. В эмиттерные цепи усилителя включены резис­торы R_Э1 и R_Э2, которые обеспечивают температурную стабилизацию УПТ. Эти резисторы, как отмечалось в § 3.3, создают отрицательную обратную связь. Устранить ее или существенно уменьшить путем включе­ния параллельно резисторам конденсаторов в УПТ невозможно, так как на очень низких частотах емкости этих конденсаторов должны быть очень большими, а конденсаторы слишком громоздкими. Поэтому в УПТ отрицательная обратная связь не ослабляется, что приводит к уменьше­нию коэффициента усиления УПТ, но при этом обеспечивается, как отме­чалось в § 3.9, улучшение ряда свойств усилителя: повышение стабильнос­ти коэффициента усиления, снижение нелинейных и частотных искаже­ний, увеличение входного сопротивления и др.

Компенсация постоянной составляющей коллекторного напряжения первого усилительного каскада осуществляется с помощью второго источ­ника питания — Е₂, создающего отрицательное напряжение относительно общей точки усилителя. Значения Е₂ и сопротивлений резисторов делите­ля R₁ и R₂ выбирают такими, чтобы в режиме покоя ( U_вх=0 ) напряжение между базой и эмиттером второго транзистора В. Компенсация постоянной составляющей коллекторного напряжения второго усилитель­ного каскада осуществляется с помощью делителя, состоящего из резис­торов R₃ и R₄ (смрис.3.31). Чтобы ток делителя R₁, R₂ не нарушал режи­ма работы транзистора, его обычно выбирают значительно меньше тока коллектора:

(3.55)

Это осуществляется выбором значений сопротивлений резисторов R₁ и R₂.

При подаче входного напряжения и_вх изменяются токи базы транзисто­ров, что приводит к изменению юс коллекторных токов. При этом изменяют­ся потенциалы коллекторов, в том числе и , ^а следовательно, и u_вых

Дрейф в УПТ. Усилители постоянного тока имеют специфический недостаток, затрудняющий усиление очень малых постоянных напряжений и токов. В УПТ существует так называемый дрейф нуля, который определяет нижний предел усиливаемых напряжений. Дрейф нуля заклю­чается в том, что с течением времени изменяются токи транзисторов и Спряжения на их электродах. При этом нарушается компенсация посто­йной составляющей напряжения и на выходе усилителя появляется на­ряжение в отсутствие входного сигнала. Поскольку УПТ должен усили­вать напряжения вплоть до самых низких частот, всякое изменение постоянных составляющих напряжения из-за нестабильнос­ти источников питания, старения транзисторов, изменения темпера­туры окружающей среды и т.д. принципиально не отличается от пол­езного сигнала.

Дрейф нуля УПТ легко можно наблюдать в следующем опыте. Вход усилителя постоянного тока замыкают накоротко (рис.3.32), а на выходе включают милливольтметр. С течением времени при отсут­ствии входного напряжения из-за нестабильности значений и неточной их компенсации появляется выходное напряжение, при­мерная временная зависимость которого показана на рис.3.33. Это напряжение, деленное на коэффициент усиления усилителя, называют дрейфом нуля, приведенным ко входу усилителя:

при (3.56)

В дальнейшем под напряжением дрейфа будем понимать напряже­ние дрейфа, приведенное ко входу усилителя.

Усилитель постоянного тока может правильно воспроизводить на выходе только те сигналы, которые значительно превышают напря­жение дрейфа, т.е. при . Поэтому при проектировании чув­ствительного усилителя приходится принимать специальные меры к снижению дрейфа нуля.

Как видно из рис.3.33, выходное напряжение состоит как бы из двух составляющих, монотонно изменяющегося напряжения (показа­но штриховой линией) и переменной составляющей.

В транзисторных усилителях главной причиной дрейфа является температурная нестабильность транзисторов.

Рис.3.32. Схема измерения напряже­ния дрейфа УПТ

 

 

Рис.3.33. Дрейф нуля УПТ

Для борьбы с дрейфом нуля принимают ряд мер

1) стабилизацию напряжения источников питания;

2) стабилизацию температурного режима;

3) использование дифференциальных (балансных) схем УПТ

Рассмотрим, как осуществляется и насколько позволяет снизить дрейф

каждая из указанных мер.

При стабилизации напряжения источников питания с погрешностью ±0, 01%, температурной стабилизации с погрешностью ±1°С удается сни­зить дрейф усилителя до мВ при работе в температурном диапазоне от-50 до +50 °С.

Дифференциальный УПТ. Кроме стабилизации питающих напряже­ний для уменьшения дрейфа УПТ принимают специальные схемы усили­телей, так называемые дифференциальные (балансные) УПТ. Они пос­троены по принципу четырехплечего моста.

В дифференциальном усилителе (рис. 3.34, a) сопротивления резисто­ров R_К1 и R_К2 в коллекторных цепях транзисторов выбирают равными, режимы обоих транзисторов устанавливают одинаковыми В таких уси­лителях подбирают пары транзисторов со строго идентичными характе­ристиками.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: