Основные параметры и характеристики упт.

Наряду с уже известными параметрами и характеристиками любого усилителя, такими как АЧХ, ФЧХ, переходная характеристика, коэффициент усиления и др., (п.1.) УПТ имеют два специфических параметра.

1. Напряжение дрейфа, приведенное по входу:

(15.1)

Здесь – номинальный коэффициент усиления.

2. Напряжение смещения : это такое напряжение, которое необходимо подать на вход УПТ, чтобы на его выходе получить напряжение, равное нулю.

(15.2)

Как правило, в справочной литературе приводится модуль напряжения смещения.

Классификация усилителей постоянного тока

1. УПТ с гальванической связью между каскадами. Напряжение смещения УПТ с гальванической связью составляет единицы вольт: . Дифференциальные УПТ с гальванической связью между каскадами имеют напряжение смещение на порядок ниже:

2. УПТ с преобразованием сигнала (УПТ типа модулятор–демодулятор). .

3. УПТ с коррекцией нулевого уровня (аналоговый или цифровой УПТ).

4. Автогенераторные преобразователи. Такие УПТ преобразуют постоянное напряжение в частоту, либо фазу с последующим усилением гармонического сигнала и обратным преобразованием.

5. Параметрический УПТ. Такие усилители строятся на основе параметрических емкостей. Они являются самыми малошумящими усилителями постоянного тока. .

Основными причинами возникновения дрейфа нуля в УПТ являются:

1. Изменение напряжение питания.

2. Изменение температуры окружающей среды, в том числе и изменение температуры кристалла транзистора.

3. Старение активных элементов (транзисторов).

4. Старение пассивных элементов, что приводит к изменению рабочей точки.

15.1. Упт с гальванической связью между каскадами

Принципиальная схема усилителя постоянного тока с гальванической связью между каскадами приведена на рис.15.1.

Рис.15.1. Принципиальная схема УПТ с гальванической связью между каскадами

Отсутствие в схеме емкостей в цепи эмиттера и разделительной емкости обусловлено тем, что усилитель работает на постоянном токе: сопротивление емкости на постоянном токе стремиться к бесконечности. Наличие емкостей приводит к завалу АЧХ в области низких частот, что является недопустимым для УПТ.

Из приведенной схемы видно, что рабочие точки всех каскадов такого усилителя оказываются связанными. Таким образом, на напряжение дрейфа оказывают влияние нестабильности рабочих точек всех каскадов.

Коэффициент усиления каждого из каскадов схемы рис. 15.1:

(15.3)

Пусть транзисторы VT1 и VT2 в приведенной схеме идентичны. Тогда справедливы следующие неравенства:

;

(15.4)

Напряжение на коллекторе первого транзистора равно напряжению на базе второго транзистора и больше напряжения на базе первого транзистора. Для сохранения положения рабочей точки на входных и выходных характеристиках транзистора следует увеличивать сопротивление в цепи эмиттера . Следовательно, у последующих каскадов коэффициент усиления уменьшается. Таким образом, делать усилитель с большим числом каскадов оказывается нецелесообразным. Поскольку номинал сопротивление возрастает, то часто вместо этого сопротивления включают стабилитрон. Однако, стабилитроны имеют большой разброс напряжения стабилизации.

В каскадах УПТ происходит повышение постоянного потенциала от его входа к выходу, что создает сложности обеспечения рабочей точки активного элемента. Поэтому приходится согласовывать сравнительно большой (по модулю) потенциал на выходе предыдущего каскада с малым потенциалом на входе последующего. Существуют четыре основных метода согласования каскадов:

1. с дополнительным источником напряжения в цепи межкаскадной связи;

2. со стабилитроном в цепи межкаскадной связи;

3. с делителем напряжения и дополнительным источником питания;

4. с каскадом сдвига уровня.

В реальных устройствах, как правило, используется чаще второй способ стабилизации рис. 15.2.

Рис.15.2. Схема согласования со стабилитроном в цепи межкаскадной связи

Для обеспечения режима работы транзисторов также может быть использована схема на транзисторах разного типа проводимости рис. 15.3.

Рис.15.3 Принципиальная схема УПТ с гальванической развязкой между каскадами на транзисторах разного типа проводимости