Прянишников В.А. Электроника. Курс лекций (1998) (1166121), страница 38
Текст из файла (страница 38)
График частотной зависимости коэффициента передачи входной цепи приведен на рис. 18.10 б. Результирующая частотная характеристика усилителя приведена на рис. !8.10 и. Двухкаскадиые усилители. Двухкаскадными усилителями обычно называют усилители, состоящие из двух усилительных элементов, связанных между собой внешними соединительными цепями, Поскольку каждый усилительный элемент можно включить по меньшее мере тремя способами, то число соединений двух усилительных элементов может быть достаточно большим.
На рис. 18.11 приведены упрощенные схемы соединений двухтранзисторных усилителей. На этих схемах введены сокращенные условные обозначения соединений: ОЭ --- схема с общим змиттером, ОБ — схема с общей базой, ОК -- схема с общим коллектором; ДК— дифферецциальпый каскад. Из приведенных па рис. 18.11 схем наибольшее распространение получили две схемы: ОЭ---ОБ, называемая каскодным усилителем, и дифференциальный каскад, изображенный на рис. 18.11 и. Каслодисии утилитель. Каскадным усилителем называют двухкаскадный усилитель, состоящий из усилителя с общим змиттером (истоком, катодом) н в) Емьость Со 0 0 Рис, 18 )О у««ран«синая схеиа входной цени усилителя (а), ее частотная характеристика (о) и реаультируьлцая чвлотиая характеристика усилителя (в) Лекцин 18. Элект онные усилители оэ-оэ ОЭ--ОБ ОЭ вЂ” ОК ОБ-ОЭ ОБ — ОБ и) ОК вЂ” ОЭ ОК -ОБ Рис.
18.11. Схема соединений аиухтранаиеторных усилителей ~,;:повторителя тока. По переменному току зги два каскада включены последова!!:,„тельно, а 1ю постоянному току они могут быть включены последовательно или ~!:;-параллельно. Схема каскодного усилителя приведена на рис. 18.12 а, а его схема ! замещения для малого сигнала изображена на рис. 18.12 6 На транзисторе й'Т) выполнена схема усилителя с общим эмиттером.
Коллек ;!;!:.торпой нагрузкой транзистора КТ! является транзистор й'Х2, включенный по схе;:, ие с общей базой (т е. в режиме повторителя тока). Нагрузкой транзистора 1'Т2 ,"' является сопротивление )т, Цепь, состоящая из сопротивлений Ли 11и Яи ~:;: 'используется для задания режима транзисторов по постоянному току. Входной 1:::сигнал поступает на базу транзистора КТ1 через разделительный конденсатор Си ''::;: Оломощью конденсатора С, база транзистора 1'Х2 соединена по переменному 1,;. -'току с общим проводом (землей). Сопротивление В, является элементом цепи :::; отрицательной обратной связи. Выходное напряжение снимаетсн с коллекторной яагрузки Я, -- транзистора й72 Для расчета коэффициента усиления каскадного усилителя воспользуемся схе',::;:: иой замещения„приведенной на рис.
18 12 б. Ток змиттера входного каскада на транзисторе 1хТ) равен им ., Вни! 1 1 К +1е! 'В; ' :;: где 1м =1, В,; В, — — коэффициент передачи по току транзистора КТ1. П8.26) 191 Раздел 4. Линейные элеат онные уст ойстна б) Рис 1КЫ Касхолимв усилитель ня Вииояярнмх тряизисиорах (я,' и ого схема замещения (б) Как следует из схемы, ток коллектора транзистора йт1 равен току эмнттера,,-;,", трапзистора й'72, поэтому (1827) Ф( в ь1 '«х+'сз '- ' В- Подставив значение 1х; (18.27) в формулу (18,26), получим -„'-" = —," —,(В + 1ПВх+ 1). (18.28) Выходное напряжение каскодного усилителя найдем по формуле изкддлзн. откуда получим значение коэффициента усиления по напряжению (18.29) -.-::;; (1 8.30) л, в;в, лдв1+ 0(в'ь ~)' При выполнении условия В,=В,»1 нз формулы (18.30) найдем (18.31) и и„и и Таким образом, усиление каскодного усилителя такое же, как усиление одно- .."':-,:.
каскадного усилителя по схеме с общим эмиттером (см. уравнение (18.21)). Тем не .';,-" менее каскодный усилитель имеет ряд преимуществ по сравнению с однокаскад-,:"', ным усилителем: первый каскад работает в режиме короткого замыкания коллектора через эмиттерный переход 1'72 и емкость Сх на общий провод (землю); в связи с этим входное сопротивление каскадного усилителя такое же, как'в:,':.". эмиттерном повторителе: Я„= Л,(1+ В,); Лекция!8. Элскт1аолиыс усилители ° кроме этого, нейтрализуется обратная связь через проходную емкость С,ае, выходное сопротивление каскодв большое !как у повторителя тока) и не зависит от параметров входной цепи.
Перечисленные достоинства каскодного усилителя обусловили его широкое ;:: аримеление для усиления сигналов высокой частоты. Для того чтобы не увеличи''вать напряжение питания каскодного усилителя по сравнению с однокаскадпым, '":"обычно используют параллельное включение транзисторов УТ1 и Р'У2 по посто::: япиому току, как показано на рис. 18.13. Дифференциальные усилители. Дифференциальным усилителем называют : усилитель, предназначенный лля усиления разности двух входных сигналов, Дифа)".фсренцнальный усилитель будет идеальным, если выходной сигнал зависит толь-,'ко от разности входных сигналов и не зависит от их уровня.
Базовая схема дифаа!':фсренциального усилителя изображена на рис. 18.14 гл Она состоит из двух .гран- 1',:,.:71!егоров РТ1 и ИТ2, в коллекторных цепях которых включены сопротивления и,. ';;:;-' Выходной сигнал можно снимать с олного из коллекторов транзисторов Р73 или ,. Л2 или между коллекторами 1!"; . На входах дифференциально~о усилителя могут действовать два вида сигна!::-:лов: синфазные и противофазные (диффсрспциалы1ые). Синфазныс сигналы пола- !~;ются на оба входа усилителя одновременно, а дифференциальные си~палы при!:::: 1еаадываются между входами.
Если на оба вхола действуют одновременно оба у вида сигналов„то 1! 8.32) иа„, =. и„С + иьаС,. лаа2 %ь ль С :. откуда получаем, что л,с=(и„и+и,„,)/2; лай--(и„и-и,„а)/2 л„„а=:и„,„аг-и„„о, !18.34) (18.35) я,а„е=. -Л ь ц„„а Подставив значения 118.35) в формулу (18.34), ': вайлем Рлс. 1К!3. Каслсллми усилятсль с лараллельлыи латаллем 7 Зае. 175 !93 118.33) Схема замещения дифференциального усилителя для дифференциального ::, :а!глада приведена на рис. 18.14 б. Из уравнения (18.33) видно, что к базам трлн';::зисторов !'Т1 и ГХ2 сигналы приложены в противофазе и, следовательно, токи ':.'транзисторов в сопротивлении 11, взаимно компенсируются.
Поэтому в схеме :-',:.замещения, приведенной на рис. 18.14 б, оставлены голько сопротивления 11,. Ана;;::-: лвз этой схемы замещения позволяет определить коэффпциент усиления диф' 1усренциального усилителя для " дифференциального сигнала Раздел 4. Лннейньзе элект онные ус ойства В„ им„=д--"-,. ~ия -игм)=2ия,е- — + — "„- откуда определим коэффициент усиления для дифференциального сигнала и„„,„ зь яяа г«„,ь я,~-.; Формула (18.36) показывает, что усиление дифференциального сигнала такое же, как в однокаскадном усилителе (18.22), Схема замегцеззия дифференциального усилителя для синфазного сигнала,: приведена на рис. 18.14 и.
Из атой схемы видно, что к базам транзисторов гТ) -: и Р72 приложен один и тот же сигнал и„р Для синфазного сигнала схема',. дифференциального усилителя распадается на два изолированных каскада, а) и,м в) Рпс 13.14 Базовая схема диффереплиального усилигеяя ~а), схема замедления для лнффереипнальпого снизила (68 схема звьзещения для синфвзного сигнала ',в) и диффереппнвяьный усилитель с несимметричным выходом 81 Лекции уо; Электроииыс уси~ьители ыазмиттерах которых включены сопротивления Льежи Если схема полностью :::п1мметричная, то В и„„и, =и,н,т=.--ь-„-.„-тя иь; (! 8.37) ':-В результате получаем, что и,„ь „,=и„и„,-иаи„, =О, т.
е. синфазный сигнал на выходе :-отсутствует. . Если выходной сигнал снимаешься только с одного выхода, например, с тран,Зястора (к72, то выходное напряжение для синфазного сигнала определяется :;:формулой (18.37). Для оценки качества дифференциального усилителя пользуются понятием ",коэффициента ослабления синфазного сигнала К, „который определяют отнопге!".яяем коэффициентов усиления дифференциального и синфазного сш палов: К, = еле'.
(18 38) Для полностью симметричного дифференциального усилителя с симметрич,: ным входом н симметричным выходом коэффициент усиления синфазного снгна ьз ,'раасн пулю, поэтому К„,с= ос. Если дифференциальный усилитель имее~ нссимме1- ',рячиый выход, как показано на рис. 18.14 в, то в соответствии с формулами (18.36) и (18.37) найдем значение К, лг(зл! + л, + гь) хл~ + л. ь и л ~ = ".'(л,' ';)л, г(л,+.,у л, (18 39) .1 й 11 ь, Рнс.13.15.
Сьена лнфференциального усилителе с транзисторным генсралороы тока (а1 и Лифференциальныя усилитель с неснииетрилныи лкодоы (о) ~,:,Здесь учтено, что для схемы с несимметричным выходом коэффициент усиления 1Л1фференциальпого сигнала имеет значение К, 4/2 6!':.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
