49. Дифференциальный каскад. Принцип работы, оос по току. Реакция каскада на воздействие синфазного сигнала, помехи и на различные варианты асинфазных сигналов, поступающих на входы дк.

ДК является базовым элементом аналоговых микросхем, это УПТ (усилитель пост. тока).

ДК состоит из двух одинаковых сопротивлений R1=R2 двух транзисторов VT1 иVT2 c одинаковыми параметрами, и двух источников питания U_ип1 и U_ип2. При включении источников питания + потенциал источника ИП2 через входные цепи источника входного сигнала поступает на базы транзисторов VT1 и VT2 смещая их в равной степени, поэтому рабочая точка на двух идентичных передаточных характеристиках транзисторов VT1 и VT2 совпадают. Транзисторы открыты в равной мере и через резисторы R1 и R2 протекают равные токи I1 и I2.

I₁=I₂=I_кр=I I₁R₁=I₂R₂ =>

Е сли мы подсоединим между точками a и b, которые являются выходными ДК, сопротивления нагрузки, то при U_вх=0, U_вых=0 и I_н=0.

Такой режим называется режимом по постоянному току (режим покоя).

Если пренебречь базовыми токами транзистора, то через сопротивление R_э потечет сумма токов I₁+I₂=2I. Поскольку на R_э образовано ООС по токуU_Бэр=U_ИП2-( I₁+I₂)R_Э => любые одновременные отклонения токов I₁ и I₂ независимо от причин их вызвавших компенсируются соответствующим изменением U_БЭ.

Пр. : Если (I₁+I₂) увеличивается, то при U_ИП2=const U_Бэр уменьшается, пока I₁+I₂=сonst не останется на прежнем уровне.

I₁+I₂=2I=const

ООС поддерживает I₁+I₂ постоянной.

Точно таким же образом ведет себя ДК при подаче на его входы симфазных сигналов (сигналы, которые действуют одновременно на вход 1 и вход 2, со одной и той же полярностью, равными фазами и модулями).

ООС вступает в работу, стремясь поддерживать равенство I₁=I₂, тем точнее, чем больше R_Э, чем круче передаточная динамическая характеристика каскада и чем идентичнее параметры транзисторов VT1 и VT2.Таким образом в данном случае необходимо иметь высокое сопротивление R_Э для отклонения токов (по приращению I₁ и I₂) и небольшое его значение для режима работы по постоянному току.

Увеличение R_Э нежелательно, потому что в этом случае придется увеличивать U_ИП2, а значение его стандартизовано, для того, чтобы сохранить U_Бэр=const. В этом случае в качестве резистора R_Э используют транзисторную схему с неизменным I_Б (так называют динамическую нагрузку).

Рассмотрим влияние на работу ДК асинфазных сигналов

Вх1: +U_ВХ1 =>I+ I

Вх2: - U_ВХ2 =>I- I

2I=const

Обратная связь не среагирует, т.к. =const.

I₁R₁ увеличивается, I₂R₂ уменьшается => уменьшается , увеличивается.

U_вых1 ум-ся, U_вых2 ув-ся.

Если между выходом 1 и выходом 2 включить R_Н, то по нему пойдет ток, так как есть разность потенциалов.

Таким образом ДК реагирует на разность входных сигналов, поэтому называется дифферинциальным.

Если Вх1: -U_ВХ1

Вх2: + U_ВХ2 , то ДК сработает наоборот

U_вых1 ув-ся, U_вых2 ум-ся.

Пусть на Вх1: +U_ВХ1 =>I+ I/2

Вх2: U_ВХ2=0 =>I- I/2

В первый момент времени I получит приращение I+ I. Сумма токов изменится на I, в работу вступает ООС и для поддержания неизменной суммы токов перераспределяет I

I₁R₁ увеличивается, уменьшается , U_вых1 ум-ся - все изменения в 2 раза <

I₂R₂ уменьшается , увеличивается,U_вых2 ув-ся - все изменения в 2 раза <

В многокаскадной схеме используется один выход ДК, н-р, выход 2.

Рассмотрим каким образом влияет полярность вх. сигнала (пост. ток) или фаза вх. сигнала (перем. ток) при подаче их на вх1 или вх2.

Вх1: +U_ВХ1 =>I+ I/2

Вх2: U_ВХ2=0 =>I- I/2

I₁R₁ увеличивается, уменьшается , U_вых1 ум-ся

I₂R₂ уменьшается , увеличивается,U_вых2 ув-ся

Вход 1 в этом случае наз-ся неинвертирующим.

Теперь:

Вх1: U_ВХ1=0 =>I- I/2

Вх2: +U_ВХ2 =>I+ I/2

I₁R₁ уменьшается, увеличивается , U_вых1 ув-ся

I₂R₂ увеличивается , уменьшается,U_вых2 ум-ся

+ U_вх2 увеличивается, а U_вых2 ум-ся

Вход 2 наз-ся инвертирующим.