СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО УСИЛИТЕЛЯ

СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО УСИЛИТЕЛЯ. Можно выделить четыре схемы включения ДУ симметричный вход и выход, симметричный вход и несимметричный выход, несимметричный вход и симметричный выход, несимметричный вход и выход.

Рассмотрим их последовательно при воздействии рабочего входного сигнала.

При симметричном входе источник входного сигнала подключается между входами ДУ между базами транзисторов Т1 и Т2 . При симметричном выходе сопротивление нагрузки подключается между выходами ДУ между коллекторами транзисторов Т1 и Т2 . Такое включение ДУ и было рассмотрено в предыдущем разделе. Теперь остановимся на определении параметров симметричного включения ДУ. Рис. 12 Рис. 11 Проанализируем работу одного плеча, т. е. одного каскада ОЭ, входящего в ДУ. Для этого представим плечо ДУ в виде, изображенном на рис. 11. Здесь отсутствует резистор RЭ, поскольку, он не участвует в работе на дифференциальном сигнале.

Для входного сопротивления плеча ДУ Rвхпл, можно записать 3 Здесь опущены индексы для номеров резисторов, так как плечи ДУ практически симметричны. Слагаемое вR0 вносится за счет последовательной ООС. При R0 0 уравнение 3 для нашего случая можно упростить до следующего вида Меньшую погрешность при расчете формула 4 обеспечивает для ДУ, работающего на малых токах.

Поскольку при симметричном входе источник входного сигнала включается между входами ДУ, то общее входное сопротивление ДУ будет равно. Для рассматриваемого включения ДУ коэффициент усиления его плеча можно представить как, т.е. коэффициент усиления по напряжению всего ДУ равен Kипл. В нашем случае для Kипл можно переписать 4 в несколько измененном виде Здесь учтено, что к выходу одного плеча подключается только половина RH. Действительно, средняя точка резистора RH для рассматриваемого режима ДУ всегда будет иметь нулевой потенциал потенциал общей шины. Если RH RH 2 , Rвх пл Rr и в велико, то 5 можно переписать в следующем приближенном виде Кидиф RK rэ 6 Учитывая изложенное выше, коэффициент усиления ДУ по току можно представить в виде 6 , заменив RН на RН 2. Нетрудно показать, что выходное сопротивление ДУ для рассматриваемой схемы его включения равно удвоенной величине выходного сопротивления плеча Rвых пл, которое для каскада ОЭ можно считать равным RК. Теперь остановимся на схеме включения ДУ с симметричным входом и несимметричным выходом.

В этом случае источник входного сигнала подключается между входами ДУ сопротивление нагрузки подключается одним концом к коллектору одного из транзисторов, а другим-к общей шине. При этом в коллекторной цепи второго транзистора может отсутствовать резистор RK. Поскольку способ подачи входного сигнала здесь совпадает с ранее рассмотренным случаем, то входное сопротивление также можно определить с помощью 3 или 4 . Однако выходной сигнал снимается лишь с одного выхода ДУ, следовательно, выходное сопротивление ДУ - Rвыхпл RK. По той же причине Кидиф оказывается в 2 раза меньше, чем при симметричном выходе.

Интересна схема включения ДУ с несимметричным входом и симметричным выходом.

Для удобства восприятия специфики этого включения ДУ на рис. 12 приведена его принципиальная схема. Здесь Rо 0, а входной сигнал подается на базу транзистора Т1. Плечо, образованное транзистором Т1, является каскадом ОЭ с ООС, образуемой резистором Rэ, Кипл для него может быть рассчитано по формуле 5 , а Rвыхпл - формуле 3 , где R0 следует заменить на Rэ. У этого плеча ДУ есть и выход с эмиттера, где коэффициент усиления по напряжению для эмиттерного выхода Кик Кипл. С эмиттерного выхода плеча ДУ будет сниматься неинвертированный сигнал с Кик, который можно представить в следующем виде где - входное сопротивление каскада ОБ, который является плечом ДУ, образованным транзистором Т2. Для эмиттерного выхода первого плеча является сопротивлением нагрузки.

Формула 7 справедлива при Rэ Rвхб. Для каскада ОБ, образованного транзистором Т2, коэффициент усиления по напряжению Формула 8 записана для условия Rвхб Rвыхк, где Rвыхк выходное сопротивление по цепи эмиттера каскада на транзисторе Т1. При получении значения Кипл для выхода с коллектора Т2 следует перемножить 7 и 8 . После проведения преобразований нетрудно записать и для этого плеча ДУ формулу 5 . Таким образом, несмотря на то, что входной сигнал подается лишь на один вход ДУ, его усиливают оба плеча, причем плечо, на базу транзистора которого подан входной сигнал, инвертирует, а другое плечо не инвертирует сигнал.

В данном случае общий Kидиф 2Kипл. При несимметричном входе и выходе работа ДУ происходит аналогично предыдущей схемы включения ДУ. Если входной сигнал подан на вход того же плеча, с выхода которого снимается выходной сигнал ДУ, то в этом случае работает на усиление сигнала лишь одно плечо. Здесь на выходе имеет место инвертированный сигнал с коэффициентом усиления Кипл. Если входной сигнал подан на вход одного плеча ДУ, а выходной сигнал снимается с выхода другого плеча, то на выходе имеет место неинвертированный сигнал с тем же Кипл, что и в первом случае.

Если снимать выходной сигнал всегда с одного заданного выхода ДУ, то входам усилителя можно присвоить названия инвертирующий и неинвертирующий. Изложенное выше показывает, что усилительные параметры ДУ для рабочего сигнала зависят от схемы его включения, которая выбирается в зависимости от конкретных технических требований. 6.