 |
Дифференциальный усилитель
|
|
|
|
Дифференциальный усилитель представляет собой мостовые усилительные каскады параллельного типа. Они обладают высокой стабильностью параметров при воздействии различных дестабилизирующих факторов, большим коэффициентом усиления дифференциальных сигналов и высокой степенью подавления синфазных помех. Усилитель состоит из двух каскадов с общим эмиттерным резистором (рис. 11).
Рисунок 11
Элементы схемы образуют мост, в одну диагональ которого включен источник питания Uип, а в другую сопротивление нагрузки Rн. Для балансировки моста (Uвых = 0) необходимо, чтобы RVT1*RK2 = RVT2*RK1 (RVT1 и RVT2 – выходные сопротивления транзисторов).
Если Uвх1 = -Uвх2 и Uвх = Uвх1 – Uвх2 = 2Uвх1, то
, (15)
где К – коэффициент усиления дифференциального усилителя;
К1, К2 – коэффициенты усиления каскадов на транзисторах VT1 и VT2.
Действующие на входах идеального дифференциального усилителя сигналы, совпадающие по фазе (синфазные) и обусловленные изменением температуры, изменением питающих напряжения, наводками и пр., полностью подавляются. В реальных усилителях из-за не идентичности каскадов подавление будет не полным и характеризуется коэффициентом подавления синфазных помех Кпсф.
В современных дифференциальных усилителях величина Кпсф достигает 104…106. Коэффициент Кпсф в значительной степени характеризует дрейф нуля усилителя (изменение выходного напряжения при постоянном входном сигнале).
ЛИТЕРАТУРА
Основная
1. Касаткин В.С., Немцов М.В., Электротехника. - М.; Энергоатомиздат, 2000.
2. Основы промышленной электроники /Под ред. В.Г. Герасимова.- М.: Высшая школа, 1985.
3. Основы теории цепей; Учебник для ВУЗов. /В.П.Бакалов и др. 2-ое изд. перераб. и доп. – М.; 2000.
|
|
|
4. Сборник задач по электротехнике и основам электроники / Под ред. В.Г. Герасимова.- М.: Высшая школа, 1987.
5. Прянишников В.А. Электроника. - СПб; Корона принт, 2002.
6. Хоровиц П., Хилл У.. Искусство схемотехники.- М.:Мир, 1997.
7. Амочаева Г.Г. Электронный конспект лекций.
Дополнительная
1. Алексеенко А.Г., Шагурин Н.И. Микросхемотехника. Учебное пособие для вузов.- М.: Радио и связь, 1990.
2. Жеребцов И.П. Основы электроники.- Л.: Энергоатомиздат, 1990.
3. Попов В.П., Основы теории цепей.- Учебник для ВУЗов.- 3-е изд. испр.-М.: Высшая школа, 2000.
4. Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях: Практикум на Electronics Workbench. в 2-х томах, Под ред. Д.И. Панфилова ДОДЭКА, 1999.-т.1-Электроника.
5. Электротехника/Ю.М. Борисов, Д.Н. Липатов, Ю.Н. Зорин. Учебник для вузов.- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Энергоатомиздат, 1985.
Лекция №14
Усилители
План лекции
1. Избирательные усилители.
2. Усилители мощности.
3. Параметры операционных усилителей.
4. Классификация операционных усилителей.
5. Преобразователи аналоговых сигналов на ОУ.
6. Параметры операционных усилителей.
Избирательные усилители
Избирательные усилители предназначены для усиления сигналов в узкой полосе частот. По принципу действия различают: резонансные усилители рис. 12,а) и усилители с обратной связью (рис. 13).
В резонансных усилителях в качестве нагрузки применяется колебательный контур, имеющий большое сопротивление на резонансной частоте f0 и малое на других частотах. АЧХ усилителя приведена на рис. 12,б. Избирательные свойства усилителя оцениваются добротностью Q:
, (16)
где 2Δf – полоса пропускания контура.
а) б)
Рисунок 12
Резонансные усилители обладают высокой помехозащищенностью и используются на высоких и средних частотах. На более низких частотах избирательные усилители с резонансными контурами становятся слишком громоздкими. Поэтому на низких частотах обычно используются усилители с частотно-избирательными фильтрами RC-типа в цепях обратной связи. На рис. 13 приведена схема такого усилителя с двойным Т-образным мостом в цепи обратной связи усилителя.
|
|
|
Резонансная частота такого усилителя
. (17)
На резонансной частоте сопротивление Т-образного моста максимально, а отрицательная обратная связь минимальна. при этом усиление максимально.
Рисунок 13
Усилители мощности
Усилители мощности обычно являются выходными каскадами многокаскадных усилителей и предназначены для получения в нагрузке большой мощности. В связи с этим такие усилители должны иметь высокий КПД и минимальные нелинейные искажения.
По способу включения нагрузки усилители могут быть трансформаторными и бестрансформаторными, а также однотактными и двухтактными. Однотактные усилители обычно работают в режиме А, а двухтактные – в режиме В или АВ. Схема однотактного усилителя мощности с трансформаторным выходом, работающего в режиме А, приведена на рис. 14.
Рисунок 14
Схема двухтактного трансформаторного усилителя мощности приведена на рис. 15.
Рисунок 15
Усилитель выполнен на двух транзисторах VT1 и VT2. В коллекторной цепи транзисторов включен выходной трансформатор TV2. Трансформатор TV1 обеспечивает подачу входного сигнала Uвх на базы транзисторов. Каскад работает в режиме В. При поступлении на вход усилителя сигнала Uвх каждая полуволна открывает поочередно один из транзисторов, и через первичную обмотку трансформатора TV2 протекает ток полуволны. Таким образом, процесс усиления входного сигнала происходит в два такта. КПД двухтактного трансформаторного усилителя по сравнению с однотактным увеличивается примерно в 1,5 раза и достигает максимального значения 0,785.
Из-за нелинейности начального участка входной характеристики возникают нелинейные искажения (рис. 17,а). Если подать на базы транзисторов небольшое напряжение смещения Uсм, то нелинейные искажения можно свести к минимуму (рис. 17,б).
Бестрансформаторные усилители мощности позволяют упростить схемы усилителей мощности за счет исключения крупногабаритных трансформаторов.
|
|
|
а) б)
Рисунок 17
|
|
|
