Усилитель двойка

Виды ос:

1. Местные ООС

1. последовательная ОС по I транзистора VT₁ через R₃

2. последовательная ОС по I транзистора VT₂ через R₆, R₇ по постоянному току, С₃ – блокируется переменным током

1. Общие ООС

   1. параллельные ОС по I через R₁ шунтирована С₃ по постоянному току

   2. последовательная ОС по U через R₄.

Наличие таких ООС обеспечивается устойчивость работы схемы как в широком диапазоне t⁰, так и в широком диапазоне Е_пит.

K_u = 1/b @ R₄/R₃ @ 100

Этот коэффициент обеспечивается в широкой полосе частот вплоть до предельных частот транзистора.

ОС по напряжению обеспечивает низкое R_вых, что позволяет согласовывать по выходу такой усилитель с волновым сопротивлением кабеля R_каб = 75, 50, 150 Ом.

Используются однотипные транзисторы. По такой структуре усилитель выпускается в виде интегральной схеме и внешними элементами являются С₁, С₂, С₃.

Усилители постоянного тока (упт) Основные проблемы при построении упт

УПТ – усилители, позволяющие усиливать сигнал низких и сверхнизких частот, включая постоянный ток, т. е. w_н = 0.

Требования к идеальному упт:

1. Если U_вх = ± U_вх, то желательно, чтобы U_вых = ± U_вых

2. Если U_вх или i_вх = 0, то желательно, чтобы U_вых или i_вых = 0

3. Чтобы U_вых было линейно связано с U_вх, т.е. U_вых = к U_вх.

tga = к

Т. к. должен усиливаться сигнал постоянного тока, то усилительные каскады должны быть связаны между собой также по постоянному току, т. е. непосредственно, поэтому в УПТ нет разделительных конденсаторов и индуктивностей.

Параметры транзисторов сильно зависят от t⁰, зависят от напряжения питания и влияния других факторов в результате основной проблемы при построении УПТ является дрейф выходного напряжения – это произвольное изменение U_вых даже при U_вх = 0.

Дрейф ограничивает снизу возможность усиления слабых сигналов постоянного тока.

Качество УПТ с т. зр. дрейфа характеризуется величиной дрейфа усилителя, приведенного к входу:

е_др = U_вых^др/к; е_др ~ 1 ¸100 мкВ (хорошо)

е_др ~ 10 ¸1000 мкВ

Для усиления слабых сигналов необходимо, чтобы е_др < U^min_вх.

Дрейф многокаскадного усилителя

U_вых^др = е_др3*К₃ + е_др2*К₂*К₃ + е_др1*К₁*К₂*К₃

Пусть

е_др1 = е_др2 = е_др3

К₁ = К₂ = К₃

Тогда

U_вых^др = е_др(К + К² + К₁³)

В УПТ наибольшее влияние оказывает дрейф 1-го каскада, т. к. он усиливается всеми каскадами, поэтому в УПТ стараются сделать 1-ый каскад с самым большим усилением и с минимально возможным дрейфом. В результате требования по дрейфу последующих каскадов уменьшены и их можно строить обычным образом.

Способы уменьшения дрейфа:

1. Термостабилизация усилительного каскада, стабилизация питающих напряжений. (Требует достаточно больших энергетических затрат и используется в специальных целях).

2. Использование усилительных компонентов с улучшенными температурными характеристиками.

3. Использование структуры усилителя с преобразованием. Входной сигнал постоянного тока на входе преобразуется в переменный ток, усиливается обычным усилителем переменного тока и на выходе вновь преобразуется в постоянный ток. (МДМ – модулятор - демодулятор). Такие усилители имеют самый минимальный дрейф.

4. Использование балансных схем включения усилительных элементов, когда усилительные элементы имеют одинаковые характеристики, входной сигнал подается на них балансно (между входами) и снимаются балансно (между выходами). В результате при одинаковом дрейфе в каскадах дрейф вычитается.

ДУ – дифференциальные усилители, на основе которых ОУ – операционные усилители – УПТ с большим К > 10³ с непосредственными связями.