18. Дифференциальный транзисторный усилитель.

Дифференциальный усилитель - это симметричный усилитель

постоянного напряжения с двумя входами и двумя выходами. Основным

предназначением такого усилителя является усиление разности двух

в ходных сигналов.

На входах дифференциального усилителя могут действовать два вида сигналов: синфазные и противофазные (дифференциальные). Синфазные сигналы подаются на оба входа усилителя одновременно, а дифференциальные сигналы прикладываются между входами. Если на оба входа действуют одновременно оба сигнала, то:

Следовательно:

В общую эмиттерную цепь включён источник стабильного тока I .

Он обеспечивает постоянство суммарной величины эмиттерных токов: I _э1+ I _э2= const .

При отсутствии входных сигналов ( 0 вх1 вх2 U =U = ) и при условии

идентичности параметров применяемых элементов, токи эмиттеров будут

равны друг другу, т.е. I _э1= I _э2= I/2. Коллекторные токи также будут равны между собой I _к1= I _к2, что приводит к равенству выходных сигналов и нулевому значению выходного дифференциального сигнала U _вых =U _вых1-U _вых2=0.

Основные параметры:

1. Коэффициент усиления дифференциального сигнала. Предположим, что на входах усилителя действует дифференциальный сигнал малой амплитуды, и транзисторы работают в активном режиме. В этом случае коэффициенты усиления дифференциального сигнала

Для симметричного выхода

2. Коэффициент усиления синфазного сигнала

3. Коэффициент ослабления синфазного сигнала

Чем более одинаковые элементы используются в ветвях, тем больше Косс.

19. Операционный усилитель (оу). Основные параметры и характеристики.

Операционным усилителем (ОУ) называют усилитель напряжения, предназначенный для выполнения различных операций над аналоговыми сигналами при работе в цепях с отрицательной обратной связью (ООС), в состав которых могут входить сопротивления (R), емкости (С), индуктивности (L), диоды, транзисторы и другие элементы.

В ходные сигналы UВХ1 и UВХ2 можно подавать на любой из двух входов - инвертирующий (обозначен кружком) и неинвертирующий. Разностное напряжение (U_ВХ1–U_ВХ2 )=U_диф. является дифференциальным входным сигналом, оно приложено между инвертирующим и неинвертирующим входами ОУ.

Выходное напряжение определяется в виде Uвых. = (Uвх1 -U вх2)*K, где К – коэффициент усиления по напряжению ОУ.

Основные параметры операционного усилителя.

1. Коэффициент усиления по напряжению ОУ: К=Uвых. /Uвх.диф.

2. Напряжение смещения (е_см ) - это дифференциальное входное напряжение Uвх.диф, при котором Uвых. =0. Максимальное по модулю |е_см | = 3-10 мВ.

3. Средний входной ток (iвх.ср) - среднеарифметическое значение токов инвертирующего и неинвертирующего входов ОУ, измеренное при таком входном напряжении U_вх.диф, при котором U_вых =0. (0,01-1,0 мкА)

4. Входное сопротивление (r_вх): r_вх.диф.=2[( r_э+r_б], где r_э , r_б – дифференциальные сопротивления эмиттера и базы. r_вх составляет 10³ -10⁶ Ом.

5. Для синфазной составляющей входное сопротивление определяется сопротивлением источника тока (ri ). r_вх.сф. =( ) ri. Поскольку ri > rэ , то rвх.сф. > rвх.диф.

6. Выходное сопротивление ОУ определяется выходным сопротивлением эмиттерного повторителя rвых = rэ. Обычно оно составляет десятки Ом.

ВАРИАНТ 2

Исследуемый усилитель называется операционным потому, что он может использоваться для выполнения различных математических операций над сигналами: алгебраического сложения, вычитания, умножения на постоянный коэффициент, интегрирования, дифференцирования, логарифмирования и т.д. Современный ОУ выполняется на базе интегральной микросхемы операционного усилителя, к выводам которой присоединяются источники питания, входных сигналов, сопротивление нагрузки, цепи обратной связи (ОС), коррекции частотных характеристик ОУ и другие цепи.

ОУ - это усилитель постоянного тока, имеющий большой коэффициент усиления по напряжению. Для получения возможности усиливать разнополярные сигналы ОУ запитывают, обычно симметричным, двухполярным источником питания.

На рисунке показано условное обозначение ОУ с одним выходом и двумя входами: прямым и инверсным. Инверсный вход обозначают знаком инверсии (кружком) или помечают знаком "-". Прямой вход не имеет знака инверсии или его помечают знаком "+".

Б общем случае на входные выводы ОУ подаются либо синфазный

Uсф = (Uвх1 + Uвх2)/2,

либо дифференциальный сигналы.

Uдиф = (Uвх1 - Uвх2)

ОУ предназначен для усиления небольшого разностного (дифференциального) сигнала. Синфазный сигнал схемой ОУ должен быть максимально ослаблен. Выходное напряжение Ивых находится в фазе (синфазно) с напряжением на входе "+" Uвx1 и противофазно напряжению на входе "-" Uвх2.

 амплитудные характеристики ОУ