2.14.1 Упт прямого усиления

Изображен двухкаскадный усилитель. Делитель задаёт смещение на базу . Смещение на базу подаётся по цепи: , поэтому делитель на входе второго каскада отсутствует.

– элементы эмиттерной стабилизации (низкоомные).

Выходное напряжение первого каскада является входным напряжением второго каскада: или , т.е. (20) на величину .

Неравенство (20) означает: в схеме происходит накапливание постоянного напряжения в цепи эмиттера от каскада к каскаду. Это накапливание приводит к негативным последствиям:

Считаем транзисторы одинаковыми, т.е. ,

тогда неравенство (20) означает, что (21).

Но на резисторах происходит падение напряжения не только постоянного, но и переменного. Поэтому неравенство (21) означает уменьшение от каскада к каскаду, т.е. .

Следствие:

Применение более трех каскадов в таком усилителе нецелесообразно.

Для устранения накапливания постоянного напряжения применяют различные способы его компенсации, например, в цепь включают стабилитрон. За счёт падения постоянного напряжения на обратно включённом стабилитроне гасится избыточное напряжение в эмиттерной цепи второго каскада – компенсируется негативное накапливание.

Потери переменного сигнала на стабилитроне будут незначительными, т.к. он обладает малым сопротивлением переменному току (десятки Ом).

2.14.2 Дрейф нуля

Общий недостаток всех УПТ прямого усиления – нестабильность нуля.

Должно выполняться: при . Реально это не выполняется.

Медленное произвольное изменение постоянного выходного напряжения при отсутствии входного называется дрейфом нуля.

Основные причины дрейфа нуля:

1. Изменение температуры окружающей среды (температурный дрейф).

2. Старение элементом и связанное с этим изменение их параметров.

3. Нестабильность напряжения ИП и др.

Дрейф нуля содержит монотонную медленно меняющуюся составляющую и случайные отклонения от неё – флуктуации.

0 t (время)

возникает за счёт 1 и 2 причины, возникает за счёт 3 причины. Основная доля дрейфа нуля обусловлена первым каскадом (из-за последующего усиления). В усилителях переменного тока дрейф нуля отсутствует, т.к. цепи межкаскадной связи (конденсаторы, трансформаторы) не пропускают постоянное или медленно меняющееся напряжение на вход следующего каскада.

Дрейф нуля – явление нежелательное, т.к. он не отличим от усиливаемого полезного сигнала, искажает его и может недопустимо изменить режим работы всего усилителя.

Меры по уменьшению дрейфа нуля:

1. Применение в первых каскадах двухтактных УПТ – дифференциальных усилителей.

2. Использование общей глубокой ООС.

3. Применение эмиттерной + параметрической стабилизации.

4. Стабилизация напряжения ИП.

5. Предварительный прогрев схемы или термостатирование (помещение в термостат).

6. Применение УПТ с преобразованием частоты входного сигнала.

(

Медленно меняющееся напряжение преобразуется в переменное с помощью модулятора, затем усиливается усилителем переменного тока. Далее происходит обратный процесс (демодуляция) – сигнал выпрямляется с помощью выпрямителя.

Усилитель переменного тока дрейфа нуля не создаёт. Дрейф, в основном, определяется балансным модулятором и составляет очень малую величину - десятые доли мкВ/град).