134

1. , тогда

2. , , тогда;

3. , тогда .

Таким образом, при возбуждении ДК одинаковыми сигналами дифференциальный, а, следовательно, и разностный сигнал, исчезает, остается лишь синфазный сигнал. Если один из входных сигналов отсутствует, то синфазный и дифференциальный сигналы на обоих входах ДК одинаковы; наконец, если входные сигналы – противоположны, то отсутствует синфазный сигнал, а дифференциальный сигнал одинаковый на обоих входах ДК.

Из рисунка видно, что принципиальная схема дифференциального каскада имеет вертикальную симметрию, плечи ДК имеют обычно одинаковые элементы. Это обстоятельство позволяет использовать некоторые преобразования схемы каскада при исследовании его усилительных свойств в отношении синфазного и дифференциального сигналов.

4.4.1.Передача синфазного сигнала

Схема дифференциального каскада с биполярными транзисторами при возбуждении его синфазным сигналом приведена на рис.4.30 а. В отличие от рис.4.29 в схеме рис.4.30а резистор представлен в виде параллельного соединения двух резисторов с величиной 2. Применяя к схеме рис.4.30а принцип суперпозиции, исключая сначала правый генератор с напряжением U_C, а затем левый, приходим к заключению, что при симметрии схемы токи в проводе, связывающем эмиттеры транзисторов и , вызванные возбуждением ДК сначала левым, а затем правым генераторами напряжения, одинаковы по величине и противоположны по направлению. Следовательно, при их совместном возбуждении каскада приращение тока в ветви, соединяющей эмиттеры транзисторов VT1 и VT2, отсутствует. Но при отсутствии тока в этой ветви ее можно исключить из схемы каскада при возбуждении его синфазным сигналом и последняя будет выглядеть так, как изображено на рис.4.30б.

Из рисунка видно, что плечи ДК работают независимо и синфазный сигнал U_C поступает к левому и правому плечам схемы, каждая из которых представляет собой резисторный каскад с включенной последовательной отрицательной обратной связью по току. Роль четырехполюсника ОС выполняет резистор 2R_Э. Напряжение обратной связи , следовательно, коэффициент передачи этого четырехполюсника:

. (cм. также рис.3.8а).

Запишем комплексный коэффициент передачи напряжения синфазного сигнала ДК с учетом обратной связи:

Рис.4.30 б

где , а ,

если полагать, что весь ток генератора протекает через нагрузку , что обычно и происходит. Коэффициент передачи K_U, согласно результатам исследования резисторного каскада на биполярном транзисторе, запишем в виде:K_U=K₀/[1+jωτ_B]. Поскольку в схеме рис.4.29 разделительные конденсаторы отсутствуют, то последнее выражение оказывается справедливым во всем диапазоне частот (нижних , средних и верхних). В предположении, что

и можно считать, что во всем частотном диапазоне , тогда K_UF(1) запишется в виде:

,где

.

Уточним исследование ДК в области нижних и средних частот при передаче каскадом синфазного сигнала, введя в рассмотрение коэффициент ослабления сигнала α_ПОС во входной цепи.

Модуль K_UF(1) в области нижних и средних частот с учетом этого коэффициента запишется:

(4.22)

В гл3 показано, что коэффициент ослабления сигнала во входной цепи: α_пос=R_ВХ/[R_Г+R_ВХ+R_ВЫХ(ОС)]. Согласно рис. 4.30 в данном случае: R_Г=0, R_ВХ=1/g₁₁, R_ВЫХ(ОС)=2R_Э, где g₁₁-дифференциальная проводимость эмиттер-база транзистора. Тогда коэффициент α_ПОС можно записать следующим образом:

α_пос=1/[1+2R_Э g₁₁] ,