Усилительные свойства
Для анализа усилительных свойств удобно рассмотреть отдельно реакцию каскада на парафазный и синфазный сигналы. При усилении парафазногосигнала напряжения генераторов eГ1 и eГ2 равны по величине и противоположны по фазе. Подача на входы каскада такого напряжения приведет к одинаковому по величине и противоположному по фазе изменению токов транзисторов, так что суммарный ток, протекающий через резистор RЭ, не изменится. В таком случае потенциал точки “А” (рис. 4.1) останется постоянным. Это дает возможность оценить усилительные свойства каскада на основе анализа одного плеча, считая его каскадом с общим эмиттером (ОЭ) (рис. 4.2, а).
Используя известные соотношения для каскада ОЭ, получаем KU ПАР = u ВЫХ / eГ ПАР = – b R К1/ (RБ + rВХ Э). (4.2) Если RБ << r вх э, то KU ПАР = – bRК / r ВХ Э= – a R К / r ВХ Б @ – R К / r Э = – RКIК0/j т . (4.3) Последнее соотношение в (4.3) дает значение KU ПАР с некоторым завышением (не учтено rБ ) и тем меньшим, чем меньше ток IК0. Входное сопротивление каскада для парафазного сигнала rВХ ПАР = rВХ Э = rБ + rЭ(b +1) (4.4) может составить единицы – десятки килоОм в зависимости от тока через каскад. При усилении синфазного сигнала напряжения генераторов eГ1 и eГ2 равны по величине и совпадают по фазе. Подача такого напряжения на входы каскада приводит к идентичным синфазным изменениям токов коллекторов. При этом изменение тока через резистор RЭ составляет удвоенное изменение тока коллектора одного транзистора. Данное условие позволяет анализ каскада для переменного тока свести к анализу одного плеча, включив в его эмиттер сопротивление 2RЭ (рис. 4.2, б). Коэффициент усиления синфазного сигнала KU СИНФ = uВЫХ /eГ СИНФ = –b RК / (RБ+ rВХ Э+ 2RЭ(b +1)) (4.5) Обычно Rб, rВХ Э << 2RЭ(b +1). В таком случае KU СИНФ @ – aRК /2RЭ. (4.6) Поскольку 2RЭ >> r Э , то KU СИНФ << KU ПАР. Входное сопротивление каскада для синфазного сигнала rВХ СИНФ = rВХ Э + 2RЭ(b +1) @ 2RЭ(b +1). (4.7) Обычно rВХ СИНФ >> rВХ ПАР. Реальный сигнал может быть разложен на синфазную и парафазную составляющие. При этом eГ1, еГ2 ПАР = ± (eГ1 – еГ2)/2, eГ1, eГ2 СИНФ = + (eГ1 + eГ2)/2. (4.8) В таком случае усиление произвольного сигнала можно оценить, используя линеаризованную модель каскада, считая при этом, что усиление каждого сигнала происходит независимо: uК1 = KU ПАР eГ1 ПАР + KU СИНФ eГ1 СИНФ, uК2 = KU ПАР eГ2 ПАР + KU СИНФ eГ2 СИНФ. (4.9) Если измерять выходной сигнал как разность напряжений между коллекторами uВЫХ = uК1 – uК2, то окажется, что при условии идентичности элементов каскада uвых ПАР = uК1 – uК2 = (eГ1 – eГ2) KU ПАР, uвых СИНФ = 0, (4.10) т.е. каскад реагирует только на разницу входных напряжений. Поэтому он называется дифференциальным. Можно показать, что при неидентичности элементов каскада подача синфазного сигнала приведет к появлению на выходе парафазного сигнала, и наоборот. Это всегда является нежелательным. Существенно меньшее усиление синфазного сигнала по сравнению с парафазным является ценным свойством каскада и позволяет уменьшить влияние изменения температуры и ЭДС ЕК, ЕЭ на выходной сигнал. Такие изменения одинаково воздействуют на оба транзистора и являются синфазными. Обычно стремятся так построить каскад, чтобы подавление синфазного сигнала, характеризуемое коэффициентом p, было максимальным: p = KU СИНФ / KU ПАР = rЭ / 2RЭ. 4.11) С этой целью вместо резистора RЭ часто используют динамическое выходное сопротивление rКЭ транзистора VT3 (рис. 4.3). Транзистор VT3 задает и стабилизирует токи транзисторов VT1 и VT2. Подавление синфазного сигнала при этом составит p = rЭ1 / 2rК3.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|