Страница: 1/4
План:
Введение
Дифференциальный каскад:
Парные усилители и квазиидеальный дифференциальный каскад
Подавление синфазного сигнала квазиидеальным ДК
Квазиидеальный ДК и его выходной сигнал
Несовершенство простого реального ДК как причина развития техники сложных ДК
Макромодели ДК
Параметры ДК:
Усилительные параметры
Входные сопротивления
Неидеальный источник эмиттерного тока ДК
Синфазный сигнал и CMRR
Бисекция для расчета режима ДК по постоянному току
Синфазное входное сопротивление ДК
Список литературы
Введение.
Дифференциальный каскад (ДК) представляет собой мостовую схему, в плечах которой включены идентичные элементы. В аналоговых интегральных микросхемах вследствие того, что все элементы создаются в едином технологическом процессе, практически обеспечивается идентичность резисторов и транзисторов. ДК питается от двухполярного источника питания с заземленной средней точкой, что позволяет подавать сигналы непосредственно на базы транзисторов. Если входы транзисторов заземлены, то токи транзисторов одинаковы, и вследствие идентичности резисторов Rk1 и Rk2 напряжение на дифференциальном выходе Uвых.д меду колекторами будет равно нулю. Если на входы схемы поданы сигналы одинаковые по величине и фазе, называемые синфазными, то токи обоих транзисторов будут изменяться на одинаковую величину, соответственно будут изменяться напряжения Uвых1 и Uвых2,а напряжение Uвых.д по-прежнему будет сохранаться равным нулю. Если на входы схемы поданы одинаковые по величине, но сдвинутые по фазе на 180* сигналы, называемые дифференциальными, то возрастание тока в одном плече будет сопровождаться уменьшением тока в противоположном, вследствие чего появится напряжение на дифференциальном выходе. Таким образом, схема в идеальном случае реагирует на дифференциальный сигнал и не реагирует на синфазный. Изменение температуры, паразитные наводки, старение элементов, флуктуация параметров транзисторов можно рассматривать как синфазные входные воздействия. Следовательно, ДК обладает очень высокой устойчивостью работы и малочувствителен к помехам.
Дифференциальный каскад.
Парные усилители и квазиидеальный дифференциальный каскад (ДК).
Изображенные на рисунке 1 а «почти» одинаковые транзисторы Т2 и Т1 образуют два несвязных друг с другом усилителя.
При подаче входных напряжений U2 и U1 напряжения на выходах усилителей Uвых2 и Uвых1 можно записать через почти одинаковые коэффициенты усиления К1 и К2 в виде
Uвых2 = К2 * U2 ,
(1)
Uвых1 = К1 * U1 .
Рис. 1 Парные усилители и квазиидеальный дифференциальный каскад: а) “почти” одинаковые транзисторы Т2 и Т1; б) те же Т2 и Т1 включены в цепь сДК с идеальным генератором тока I0 в эмиттерной цепи (вместе резисторов Ree цепи а)
Разность (дифференциал) выходных напряжений составит
DUвых =Uвых2 -Uвых1 = К2 * U2 - К1 * U1 . (2)
Представим входные напряжения в виде суперпозиции синфазной Uс и дифференциальной Ud составляющих:
U2 = Uс + Ud , (3)
U1 = Uс - Ud .
Откуда:
Ud = (U2 - U1 )/2, Uc = (U2 + U1 )/2. (4)
Подставив (3) в (2), получим:
DUвых = К2 * (Uс + Ud ) - К1 * (Uс - Ud ) = Uс * (К2 –К1) + Ud * (К2 +К1). (5)
Введя синфазный коэффициент усиления
Кс = К2 –К1 (6)
и дифференциальный коэффициент усиления
Кd = К2 +К1 , (7)
запишем (5) в виде:
DUвых = Uс * Кс + Ud * Кd . (8)
Пара (рис 1а) осуществляет, таким образом, вычитание сигналов на выходах усилителей; разность DUвых (формулы 2, 8) наблюдается между коллекторными выходами транзисторов Т2 и Т1.
Дифференциальный каскад (ДК, рис 1б) реализует вычитание сигналов на входах усилителей; разность DUвых /2 = dUвых наблюдается между коллектором Т1 и землей. При этом формулы (3-8) для ДК оказываются справедливыми (если заменить DUвых на dUвых = DUвых /2).
Реферат опубликован: 31/12/2007