1.Исследование малосигнальных дифференциальных параметров транзисторов в рабочей точке
Проведите опыт короткого замыкания в одном из плеч дифференциального каскада, например, левом, шунтируя сопротивление R1 конденсатором емкостью 50 мкФ Проведите анализ АЧХ входной проводимости и комплексной крутизны транзистора Q1 в режиме короткого замыкания в частотном диапазоне 10 кГц-100 МГц. По графикам АЧХ определите входную дифференциальную проводимость g11, крутизну S0 и постоянную входной цепи транзистора Q1. Проведите расчет величины приведенной емкость обратносмещенного коллекторного перехода в рабочей точке:
см аналогичные операции в описании лабораторной работы №1. По окончании исследования исключите опыт короткого замыкания левого плеча дифференциального каскада, удалив блокирующий сопротивление R1 введенный при исследовании конденсатор! Проведите копирование в рабочий файл лабораторной работы №4, графики частотной зависимости входной проводимости и крутизны с введением комментариев.
2. Частотный анализ каскада с двумя противофазными источниками сигнала
2а. На рис.4 источники V1 ,V2 подключены к базам транзисторов Q1 и Q2 противофазно, что указывает на отсутствие синфазной компоненты во входном сигнале. Следовательно, на выходных зажимах ДК ( узлах 2 и 3) будет присутствовать только дифференциальная составляющая усиленного сигнала. Проведите анализ АЧХ - V(2)/V(4), V(3)/V(6)- левого и правого плеч дифференциального каскада в диапазоне частот 10 кГц-100 МГц. Определите коэффициент усиления плеч ДК в области средних частот и верхние граничные частоты. Определите при этом уровень переменного напряжения в узле 5-т.е.в «виртуальном нуле» в том же диапазоне частот. Проведите копирование в рабочий файл Word лабораторной работы №4 графики частотных характеристик, которые получены в п. 2а.
2б. Исследование каскада с одним источником сигнала
Исключите из схемы правый источник сигнала V2, сохранив левый источник V1 Рис.4а.. В этом случае, как известно- см. [5. ч.1. c.120-129]- дифференциальный каскад возбуждается по обоим плечам синфазными и дифференциальными сигналами одинаковой величины. На левом плече ДК фазы (полярности) синфазной и дифференциальной компоненты входного сигнала совпадают, а на левом плече будут противоположны. Синфазная компонента существенно подавляется каскадом. Дифференциальные компоненты входного сигнала усиливаются обоими плечами ДК. Поскольку в этом случае базы транзисторов Q1 и Q2 соединены с общим проводом, то при анализе достаточно провести исследование величин напряжения сигналов в узлах 2 и 3 схемы рис.4.а.
При переходе от схемы рис 4 к схеме рис. 4а необходимо следить, чтобы номера узлов 2, 3 и 5 не изменились !
Введите задание на исследование в диапазоне частот -10 кГц-100 МГц АЧХ сигналов V(2) ,V(3), а также напряжения в узле 5 –V(5). Проведите частотный анализ указанном диапазоне частот Обратите внимание на уменьшение усиления дифференциального сигнала, которое должно уменьшиться примерно в два раза по сравнению с результатами, которые получены в п.2.а в области средних частот, а также на отсутствие «виртуального нуля» в пятом узле схемы-V(5). Определите верхние граничные частоты левого и правого плеча каскада. Проведите копирование результатов п.2.б в рабочий файл Word лабораторной работы№4 с введением необходимых комментариев. Введите в файл работы необходимые комментарии, обратив внимание на то, что правое плечо управляется напряжением обратной связи левого плеча, которое появляется на правом плече токового зеркала. Переведите рабочий файл работы в командную строку и активируйте из этой строки файл лабораторной работы программы МС-7.
2в Исследование каскада при синфазном возбуждении В отличие от схемы рис.4 подключите к левому и правому плечу ДК два одинаковых и синфазных источника гармонического сигнала Sine Source - V1,V2- с параметрами:
F=1MEG A=5m RC=0 PH=0 PS=0 RP=0 TAU=0.
Измененная схема приведена на рис.4 б. При таком возбуждении во входном и выходном сигналах, как известно, отсутствует дифференциальная составляющая входного сигнала..
Рис.4 а
При наличии глубокой отрицательной обратной связи для синфазного сигнала в ДК синфазная компонента на его выходе должна быть существенно подавлена в сравнении с усиленным дифференциальным сигналом (см результаты исследования, которые получены в п.2а). Составьте задание для частотного анализа коэффициентов передачи V(2)/V(4), V(3)/V(6) и модуля напряжения V(5) в прежнем диапазоне частот. Обратите внимание на отсутствие виртуального нуля(по переменному току) в пятом узле схемы при синфазном возбуждении дифференциального каскада. В этом случае, как известно, в каждом плече каскада присутствует глубокая отрицательная обратная связь по току, которая существенно подавляет синфазную компоненту входного сигнала.
Проведите копирование полученных частотных характеристик при синфазном возбуждении дифференциального каскада в рабочий файл лабораторной работы №4. и затем вновь перейдите в окно программы МС7 для продолжения работы для исследования переходных характеристик дифференциального каскада.
Рис.4.б