Страница: 2/4
Вследствие наличия генератора тока в квазиидеальном ДК потенциал общей точки его эмиттеров (е на рис.1б) обычно близок к нулевому.
Подавление синфазного сигнала квазиидеальным ДК.
Пользуясь (8), рассмотрим следующие частотные случаи:
1. Если К2 = К1 (плечи одинаковы), то
dUвых = DUвых = Ud * Кd . (8а)
При этом ДК становится идеальным, а синфазный сигнал полностью подавляется.
2. Если Uс = 0, то dUвых / Ud = Uвых / Ud = Kd, где Kd (коэффициент усиления дифференциального сигнала) определяется формулой (7). При этом синфазный сигнал отсутствует.
3. Если Ud = 0, то DUвых / Uс = Kс = К2 –К1. Это коэффициент усиления синфазного сигнала, определяемый формулой (6).
Для общего случая, когда присутствуют и дифференциальные и синфазные сигеналы, используем выражение (8). Вынеся Ud * Кd за скобки, получим:
dUвых = Ud/2 * Kd/2 * (1 + Uс*Kс / Ud*Kd ). (9)
Введя в (9) коэффициент подавления синфазного сигнала (Common Mode Rejection Ratio, CMRR),
CMRR = Kd /Kс, (10)
Получим: dU0= Ud*Kd (1+ Uс/ Ud *CMRR )/2. (11)
Второй терм в скобках выражений (8-10) для ДК весьма мал. При полной симметрии плеч и идеальном эталоне тока, подключенном к точке e рис 1б(т.е. для идеального ) имеем:
CMRR= ¥. (12)
Идеальный ДК и его выходной сигнал.
Сигнал, снимаемый с правого плеча ДК рис. 1б и отсчитываемый относительно земли, составляет
dUвых1 = Uвых1 = DUвых/2, (13)
Выразив dUвых = Uвых и Ud по формулам (7) и (3) и введя Кn – собственный или номинальный (дифференциальный) коэффициент усиления ДК
Кn = Кd /2, (14)
И виртуальную разность
Un = U2 - U1 = Ud *2, (15)
Получим
dUвых = DUвых/2 = Ud * Кd = Кn * Un . (16)
У ДК Кn достаточно велико, а Un мало. ДК в составе операционного усилителя(ОУ) способствует обеспечению его идеальности, т.е. практической реализации виртуального нуля
Un = U2 - U1 = 0 (15а)
между входами ОУ U2 и U1.
Несовершеноство простого реального ДК как причина развития техники сложных ДК.
Создание «идеального» ОУ связано с выполнением требований, относящихся к технике ДК и касающихся реализации:
1. идеального источника эмиттерного тока;
2. «бесконечно высокого» входного сопротивления;
3. «бесконечно высокого» усиления.
Очевидно, два последних требования взаимно противоречивы, поскольку диктуемый вторым требованием микромощный режим входного ДК связан с резким снижением его крутизны. Поэтому возникает проблема реализации
4. «предельно высоких» значений RL при условии идентичности нагрузок плец ДК.
Практическое воплощение простого ДК(рис 1б) не удовлетворяет вышеперечисленным требованиям 1-4.
Техника сложных ДК предусматривает применение электронных схем – эквивалентов, замещающих элементы рис 1б. Таковые эквиваленты реализуемы с помощью системы зеркал с различными показателями и питанием от одного источника тока.
Макромодели ДК.
На рис. 2а показана макромодель ДК с источниками входных сигналов U2 и U1.
Рис 2. Макромодели ДК: а) модель с двумя источниками входных чигналов и постоянной составляющей токов выходных плеч; б) малосигнальная модель проходжения дифференциального сигнала
Эти сигналы (U2 и U1) включены навстречу друг другу. Предположим, что U2 немного превыает U1. Тогда через каждую из базовых цепей Т1 и Т2 (рис. 1б) потечет полный базовый ток Ibs, cостоящий из постоянной составляющей
Ibd = I0/2*(b+1) (17)
И малого переменного сигнала Ib. Таким образом,
Ibs = Ibs+Ib. (18)
Этот ток вызовет появление коллекторных токов левого плеча ДК
I02 = Ibd*b + Ib*B (19)
И правого плеча ДК
I01 = Ibd*b - Ib*B. (20)
В предположении b >>1 запишем для напряжения на выходе цепи рис. 2б:
Uвых = Е2 – (I0/2) * RL - Iвых1 * RL. (21)
Подстановка (17) в (20) и в (21) дает
Реферат опубликован: 31/12/2007