3.5. Дифференциальный усилитель на биполярных транзисторах
Схема для испытания дифференциального усилителяна биполярных транзисторах показана на рис. 3.3. Усилитель состоит из двух одинаковых транзисторов VT1и VT2, эмиттеры которых соединены между собой и через источник тока, собранный на транзисторе VT3по схеме с ОЭ, подключены к общей точке 0. В схему включены: резисторы Rb1и Rb2(для задания параметров статического режима); блокировочный конденсатор СЗ в цепь источника питания ЕЗ, источники Е1 и Е2 входного сигнала, внутренние сопротивления которых имитируются резисторами Ri1и Ri2.
Рис.3.3 Дифференциальный усилитель.
Задача №3.3
С помощью вольтметров V1 и V2, подключенных к коллекторам транзисторовVT1 иVТ2, можно измерять напряжение смешения при изменении сопротивлений резисторовRd1,Rd2.Ri1,Ri2 и параметров транзисторов в статическом режиме, а с помощью вольтметраV3 и амперметра А1 контролировать ток покоя в эмиттерной цепи транзистораVT3 по значению напряжения на резистореReи базовый ток этого транзистора.
Изменяя фазу источников сигналов Е1 и Е2, можно имитировать:
чисто синфазные входные сигналы, т е. задать одинаковые фазы и амплитуды (не более напряжения питания E3= 30 В);
дифференциальные (противофазные) сигналы;
смешанный режим, при котором фазы отличаются на несколько градусов, а амплитуды — несколько меньше ЭДС источника ЕЗ.
В качестве примера на рис. 3.4 представлены осциллограммы входных и выходных сигналов схемы (рис. 3.3), снятые с помощью четырёхканального осциллографа XSC1.
.
Рис.3.4 Осциллограммы входных и выходных сигналов схемы.
Задание:
Определить коэффициент усиления схемы при входном напряжении из таблицы.
Проанализировать как изменится выходной сигнал при изменении фазы на заданную величину, взять любые три значения из диапазона
Таблица 3.4
|
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 | |
|
Uвх, мВ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 | |
|
Phase, ° |
0-90 |
0-180 | |||||||||||||
|
Вариант |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 | |
|
Uвх, мВ |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 | |
|
Phase, ° |
0-180 |
0-360 | ||||||||||
3.6. Содержание отчета:
* цель работы;
* схемы усилителей;
* расчет параметров усилителей;
* таблицы опытных и расчетных данных;
* графики амплитудно-частотных характеристик;
* выводы по результатам экспериментального исследования.
Лабораторная работа № 4
УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ
Цель работы: изучение схемотехники усилителей постоянного тока (УПТ), свойств усилителей с обратной связью; приобретение знаний о параметрах и частотных характеристиках УПТ с разомкнутой и замкнутой петлей обратной связи; приобретение навыков в исследовании многокаскадных усилителей с обратной связью.
4.1. Описание схем опытов
4.1.1. Объект исследования:
* ДУ (рис. 3.1, 3.2) – дифференциальный усилитель постоянного тока на биполярных транзисторах, у которого In- иIn+ – соответственно инвертирующий и неинвертирующий входы, аOut– выход.
4.1.2. Назначение схемных элементов:
* Q1,Q2 – усилительные элементы входного балансного (дифференциального)каскада;
* Q3,R13 – генератор тока в цепях эмиттеров транзисторовQ1,Q2 балансного каскада;
* Q4, R11, R14 – цепь смещения для генераторов тока на транзисторах Q3 и Q10;
* R5,R6 – резисторы в цепях эмиттеров транзисторовQ1,Q2; способствуют увеличению входного сопротивления усилителя и снижению нелинейных искажений;
* Q5,Q6,R9,R10 – активная нагрузка балансного каскада (Q6,R10 – генератор тока;Q5,R9 – цепь смещения дляQ6);
* Q7 – второй каскад усилителя (эмиттерный повторитель; способствует увеличению усиления балансного каскада);
* Q11,Q12 – выходной двухтактный каскад по схеме с общим коллектором;
* Q8,Q9,Q10,R15 – цепь смещения выходного каскада, вводящая его в режим классаAB(Q10,R15 – генератор тока;Q8,Q9 обеспечивают необходимое напряжение между базами транзисторов выходного каскада);
* Q13,Q14,R7,R8 – схема защиты выходного каскада от последствий короткого замыкания выхода усилителя;
* D1 – стабилитрон; служит для согласования по постоянному току выхода балансного каскада и входа выходного каскада;
* R12 – вспомогательный элемент; обеспечивает устойчивость усилителя по постоянному току.