Основными причинами появления напряжения uсм являются:

1) Несимметрия элементов в плечах ду;

2) Несимметрия входных цепей ду за счёт подключения внешних элементов.

В связи с наличием U_СМ, любой ДУ предварительно необходимо сбалансировать.

Рассмотрим основной фактор разбалансировки моста. Допустим ДУ, при закороченных входах Вх.1 и Вх.2, был идеально сбалансирован, т.е. U_аб = 0. При подключении на вход 1 источника входного сигнала с внутренним сопротивлением R_C появляются входные токи: I_ВХ1 = I_Б1, I_ВХ2 = I_Б2 и I_ВХ1 < I_ВХ2.

Следовательно, I_K1  I_K2, балансировка моста нарушается из-за асимметрии входных токов I_ВХ1, I_ВХ2 и U_ВЫХ = U_аб = U_СМ  0.

Для устранения причины разбалансировки и во вторую входную цепь последовательно ставят балансирующий резистор R_Б = R_С, в этом случае I_ВХ1 = I_ВХ2 и U_аб = 0, а, следовательно, схема сбалансирована.

Для любого ДУ существует правило: общие сопротивления, подключаемые к инвертирующему и неинвертирующему входам, должны быть всегда равны. В этом случае балансировка входных цепей сохраняется.

Основные расчётные соотношения для ДУ можно получить исходя из принципа его построения.

1. Входное сопротивление ДУ

причем R_Б = R_С.

2. Выходное сопротивление ДУ

R_ВЫХ = R_{ВЫХ.ЭП(VT6)}  r_Э.

3. Коэффициент усиления

.

Схема согласования уровней (ССУ) и выходной эмиттерный повторитель имеют:

K_Uссу ^. K_Uэп  1,

поэтому

.

Рассмотрим принцип работы ДУ в соответствии с временными диаграммами (рис. 3.4). Допустим, что ДУ идеально сбалансирован, т.е. I_БП1 = I_БП2 = I_БП, а следовательно I_K1 = I_K2 = 0,5^.I₀ и R_K1 = R_K2 = R_K; U_аб = U_{ВЫХ.сим}; U_аб = 0. На вход 1 подадим сигнал U_ВХ1, например синусоидальной формы. Это приведет к изменению входных и выходных токов ДУ: I_БП1 = I_БП(VT1) + I_ВХ; I_БП2 = I_БП(VT2) - I_ВХ; I_К1 + I_К2 = I₀; I_K1 = ₁ I_Б1; I_К2 = ₂ I_Б2, тогда выходное напряжение при несимметричном выходе

U_{ВЫХ.несимм} = Е_К - I_К2^.R_К = U_К2(VT2).

При увеличении тока I_Б1 ток I_Б2 - уменьшается, а при увеличении тока I_К1 уменьшается ток I_К2. Если входное и выходное напряжение совпадают по фазе, то Вх.1 – неинвертирующий (прямой), а Вх.2 - инвертирующий.

Наиболее распространёнными являются дифференциальные каскады, реализованные по схеме токового зеркала.

2. Описание лабораторной установки

2.1. Схема лабораторной установки

Н а стенде смонтирована схема исследуемого ДУ (рис. 3.5). Усилительный каскад выполнен на аналоговой интегральной микросхеме K1УТ221В, которая содержит: мостовую схему на транзисторах VT₁, VT₃ и их коллекторных нагрузках (резисторы R_K1, R_K3). Питание мостовой схемы осуществляется генератором стабильного тока (ГСТ) на транзисторах VT₂, VT₄. Во входные цепи включены резисторы R₁, R₂ с тумблером S₁, необходимые для определения входного сопротивления. Выходы несимметричны. Тумблер S₂ подключает к выходу дифференциального каскада ССУ, реализованную на транзисторе VT₅ и ГСТ, а также выходной эмиттерный повторитель на транзисторе VT₆.

Подключение нагрузки к выходу усилителя обеспечивается тумблером S₃. Для проведения замеров на мнемосхеме имеются соответствующие гнёзда, к которым и подключаются измерительные приборы.