15. Дифференциальный усилительный каскад

Определение: [translate:Дифференциальный усилитель (дифференциальная пара)]] — это каскад, содержащий два одинаковых УЭ с общей нагрузкой (часто общим источником тока), предназначенный для усиления разности (разностного сигнала) двух входных сигналов.

Структура:

Два транзистора VT1 и VT2
Общая нагрузка на коллекторах
Общий источник тока в эмиттерной цепи

Основное свойство — селективность:

При подаче СИНФАЗНОГО сигнала (одинакового на оба входа):

На VT1 и VT2 одинаковое воздействие
Токи обоих транзисторов изменяются одинаково
На нагрузке падения напряжений компенсируют друг друга
На сбалансированном выходе сигнал = 0 (идеально)

При подаче ПРОТИВОФАЗНОГО сигнала (противоположного):

На VT1 и VT2 противоположное воздействие
Когда VT1 открывается, VT2 закрывается
Токи в плечах действуют согласованно в нагрузке
На выходе появляется усиленный сигнал

Основные характеристики:

Коэффициент подавления синфазных помех (КСВП): показывает, насколько лучше каскад усиливает разностный сигнал по сравнению с синфазным
Высокая помехоустойчивость к синфазным помехам

Практическое применение:

Входной каскад операционного усилителя
Усилители медленно изменяющихся сигналов (датчики, тензодатчики)
Приборы измерения, чувствительные к помехам

📚 Материал изложен в: [translate:Лекция 8, стр. 13] (Lecture 8, p. 13)

16. Операционные усилители. Их основные характеристики

Определение: [translate:Операционный усилитель (ОУ)]] представляет собой УПТ (усилитель прямого передачи), как правило прямого усиления, с весьма большим коэффициентом усиления по напряжению.

Главная особенность: С помощью ОУ можно строить узлы аппаратуры, показатели которых практически определяются только параметрами цепей ОС, вводимой в ОУ, и не зависят от самого ОУ.

Основные характеристики:

Коэффициент усиления в разомкнутом режиме:
- — очень велик ( и более)
Входное сопротивление:
- — очень высокое
Выходное сопротивление:
- — очень малое
Полоса пропускания:
- Достаточно широкая (до сотен кГц — МГц в зависимости от серии)
Два входа:
- Неинвертирующий вход (+) — сигнал не инвертируется
- Инвертирующий вход (−) — сигнал инвертируется на выходе

Режимы работы ОУ:

1. Режим насыщения (разомкнутый контур):

ОУ работает без обратной связи или с недостаточной ОС
Выход полностью положителен или отрицателен
Используется как компаратор (сравнитель напряжений)

2. Режим линейной работы (замкнутый контур):

ОУ охвачен отрицательной обратной связью
Напряжение на входах почти равно (виртуальная "земля")
Используется как активный фильтр, интегратор, дифференциатор, усилитель, генератор

Основной вывод: ОУ никогда не используется в чистом виде — он всегда окружён цепями обратной связи.

📚 Материал изложен в: [translate:Лекция 10, стр. 2] (Lecture 10, p. 2)

17. Генераторы. Условия самовозбуждения

Определение: Генератор — это электронное устройство, предназначенное для воспроизведения периодических колебаний без приложения внешнего периодического входного сигнала. Это преобразователь энергии источника питания постоянного тока в энергию периодических электрических колебаний.

Основная идея: Усилитель с положительной обратной связью может самовозбуждаться, если выполнены определённые условия.

Два условия самовозбуждения (баланса):

УСЛОВИЕ 1: Баланс амплитуд