2.3 Расчёт дифференциального усилителя

1) Исходя из заданного дифференциального входного сопротивления, в соответствии с формулой (22) определяют значение рабо­чего токаI₀. Зная этот ток, завершают выполнение поз.9 из п. 2.2:

мкА	(22)

	(23)

R₉получился отрицательным, значит, в схему его не вводят.

2) На основе принятых значений I₀иh_21(T1)рассчитывают эквивалентные параметры транзисторной структуры: входное сопротивление(24), крутизну(25), выходную проводимость(26), полагая для микрорежимаm=1,5:

кОм	(24)

	(25)

нСм	(26)

3) Используя соотношение (27), определяют номинал резистора R₄, а за­тем по формуле (2.28) рассчитывают входное синфазное сопротивлениеR_ВХ.С, величина которого должна быть больше заданной:

Ом	(27)

МОм	(28)

Расчетная величина входного синфазного сопротивления больше задан­ной.

4) Определяют параметры нагрузки ДУ. Для этого, задавая номиналы резисто­ров R₁ = R₃ = 1 кОм и значение поправочного коэффициента μ=1,3, а также соблюдая условие идентичности по коэффициентам передачи токапо формулам (29), (30), (31) рассчитывают номи­нал резистораR₂, сопротивление R_i источника сигнала, возбуждающего транзи­стор T7, выходную проводимость диодно-транзисторной структуры на T3, T4, T7 h*_22(T7), а затем и выходное сопротивление ДУ R_ВЫХ.ДУ:

кОм	(29)

	(30)

нСм	(31)

МОм	(32)

5) Используя вычисленные в поз.2 данного расчёта значения крутизны S_(T2*,T6*)и выходной проводимостиh_22(T2*,T6*)эквивалентного транзистора T6^*и за­имствуя значения входной проводимости формирователя амплитуды , по формуле (33) определяют коэффициент передачи диффе­ренциального сигналаK_Д:

	(33)

6) Производят расчёт коэффициента ослабления синфазного сигнала K^*_ОСС:

дБ	(34)

Коэффициент ослабления синфазного сигнала больше заданного, поэтому нет необходимости вводить дополнительный резистор.

7) Рассчитывают статические параметры ДУ (ОУ): напряжение смещения нуля U_{СМ 0}(35), температурный дрейф смещения нуля(36), средний входной токI_ВХ(37), разность входных токов ΔI_ВХ(38), температурный дрейф разности входных токов(39), принимая относительное рассогласование коэффициентов передачи токатранзисторов Т2^*и Т6^*в пределах от 5 до 15 процентов, а температурный дрейф этого рассогласования примерно 1 процент:

мВ	(35)

	(36)

нА	(37)

нА	(38)

	(39)

8) В завершение расчета элементов схемы ДУ определяют номинал рези­стора R₅по формуле (40):

кОм	(40)

2.4 Расчёт формирователя амплитуды

1) Первоначально по формуле (41) при ранее выбранной величине рези­стора R₁определяют номинал резистораR₇, удовлетворяющий требованиям со­гласования по постоянному току уровней напряжений, действующих в статиче­ском режиме на выходе ДУ и входе ФА, а затем – номинал резистораR₆(43), используя коэффициентn(42), входные сопротивления транзисторов T13 и T15, соответственноh_11(T13)(44) иh_11(T15)(45), с помощью которых находят экви­валентное сопротивление нагрузкиR_Н.П(46), входное сопротивлениеR_ВХ.П(47) и коэффициент передачиK_П(48) повторителя на транзисторе T13:

кОм	(41)

	(42)

кОм	(43)

кОм	(44)

кОм	(45)

кОм	(46)

МОм	(47)

	(48)

2) Полученное значение R_ВХ.П, обратно пропорциональное входной прово­димостиG_ВХ.ФА = 1/R_ВХ.П, подставляют в формулу (50) и тем самым завершают количественное определение коэффициента передачи дифференциального сигнала ДУ:

нСм	(49)

	(50)

3) Определяют выходное сопротивление повторителя на транзисторе T13 R_{ВЫХ.П(T13)}(51), с помощью которого и выходной проводимостиh_22(T15)(52) тран­зистора T15 находят выходную проводимостьh^*_22(T15)(53) эквивалентной ТС на транзисторе Т15 и резистореR₇, а затем – крутизнуS^*_(T15)(54) последней и вы­ходную проводимостьh_22(T'14)(55) транзистора Т'14:

кОм	(51)

мкСм	(52)

нСм	(53)

	(54)

мкСм	(55)

4) На основании полученных в предыдущем пункте данных с учётом входной проводимости ЭП определяют коэффициент передачи K'_ФАвторого каскада, а также находят коэффициент передачиK_ФАформирователя амплитуды в целом:

нСм	(56)

	(57)

	(58)

5) Определяют выходное сопротивление формирователя амплитуды R_{ВЫХ.­ФА}(59), значение которого подставляют в формулу (16) и заканчивают этим вы­полнение п.7 подраздела 2.2, связанного с определением выходного сопротив­ленияR_ВЫХ(17) ЭП:

кОм	(59)

Ом	(60)

Ом	(61)

6) Сравнивают полученный путем перемножения коэффициентов переда­чи ДУ для дифференциального сигнала K_Д, формирователя амплитудыK_ФАи ЭПK_ЭП. Результирующий коэффициент передачи ОУK^*_U(62) сравнивают с задан­нымс учётом производственного запаса:

	(62)

Как видно из полученных данных, K^*_U большеK_U, откуда следует, что за­данный коэффициент передачи ОУ успешно достигнут с производственным запасом примерно в 15 раз.