178Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru
Рис. 11.11. Автогенератор Колпитца В данном случае усилительный каскад нагружен на резонансный
контур, представленный компонентами TV1, C1 и C2. Исток транзистора VT1 подключѐн в точку соединения конденсаторов C1 и C2.
11.8. Усилители постоянного тока
Усилителем постоянного тока (УПТ) называют такое устройство с гальванической связью между каскадами, которое может усиливать не только переменную составляющую сигнала в некотором диапазоне частот, но и, самое главное, его постоянную составляющую. УПТ подразделяют на однокаскадные и многокаскадные системы; на приборы с преобразованием сигнала и обладающие прямым уси-
лением [169, с. 162].
179Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru
11.8.1. Усилитель постоянного тока с непосредственными связями
Принципиальная схема простейшего усилителя постоянного тока с непосредственными связями с двумя биполярными n-p-n транзисторами приведена на рис. 11.12.
Рис. 11.12. УПТ с непосредственными связями Важной особенностью УПТ выступает то, что с выхода помимо пе-
ременной составляющей сигнала на вход следующего каскада поступает некоторая постоянная составляющая. Следовательно, для сохранения положения рабочей точки второго каскада сопротивление эмиттерного резистора R6 должно быть выше, чем эмиттерного резистора R4 предыдущего каскада, что инициирует возрастание глубины ООС [39, с. 259]. А сопротивление коллекторного резистора R5 второго каскада должно быть ниже, чем сопротивление резистора R3 предыдущего каскада. Описанные причины выбора номиналов компонентов приводят к тому, что всякий последующий каскад имеет более низкий коэффициент усиления, нежели предыдущий, что является недостатком.
180Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru
В усилительных каскадах имеют место различные изменения параметров компонентов, смещения рабочих точек транзисторов ввиду непостоянства питающего напряжения, при перепадах температур и прочем. Всѐ это инициирует нежелательные медленные флюктуации выходных сигналов усилительных каскадов. Из-за гальванической связи между каскадами на входе следующего каскада происходит появление изменений, которые были вызваны предыдущим каскадом. Флюктуации сигнала на выходе усилителя постоянного тока, которые не связаны с входным сигналом и обусловлены сугубо внутренними процессами, называют дрейфом нуля. Чем существенней дрейф нуля, тем труднее обеспечить высокую чувствительность усилителя. Количественно напряжение дрейфа нуля относительно входа можно вычислить согласно формуле [39, с. 260; 169, с. 165]:
Uдр.вх = Uдр.вых / K,
где Uдр.вых – наибольшая флюктуация выходного напряжения при отсутствии сигнала на входе в течение заданного времени наблюдения, В;
а K – это коэффициент усиления.
Большой дрейф нуля – это ещѐ один недостаток рассмотренного УПТ с непосредственными связями. Меньшим дрейфом нуля обладают балансные дифференциальные усилительные каскады, что относят к их неоспоримым достоинствам.
11.8.2. Дифференциальный усилитель
Принципиальная схема дифференциального усилителя постоянного тока с двумя МДП-транзисторами изображена на рис. 11.13.
181Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru
Рис. 11.13. Дифференциальный каскад УПТ
В данном каскаде транзисторы VT1 и VT2 должны обладать как можно более близкими параметрами и характеристиками. В идеале их усилительные качества должны быть равны. Должны быть по возможности одинаковы номинальные сопротивления коллекторных резисторов R2 и R6, а также сопротивления входных резисторов R1 и R7, задействованных половинок переменного резистора R4. Так как на практике получить полную идентичность плеч невозможно, регулировкой сопротивления резистора R4 добиваются некоторой симметрии плеч каскада УПТ. По резистору R5 течѐт ток, равный сумме токов истоков обоих транзисторов VT1 и VT2. Выходное напряжение падает на нагрузке, роль которой играет резистор R3.
Если на оба входа, то есть между затворами и истоками транзисторов VT1 и VT2, подадим равные отпирающие напряжения, то это приведѐт к идентичному приоткрыванию транзисторов, одинаково-