Главная | Обратная связь

Схема сдвига уровня и выходной каскад

Схема сдвига уровня напряжения содержит в своей ос­нове транзисторы VT3 и VT4 (рис. 5.1). Ее роль сводится к тому, чтобы при U_ВХ = 0 на базе VT5 получить невысокий положительный потенциал U_БЭ, такой, чтобы после эмиттерного повторителя (транзистор VT5) напряжение U_ВЫХ= 0. Наличие элемента сдвига уровня в ОУ первого поколения принципиально необходимо. Дело в том, что при U_вx= 0 напряжения на коллекторах первой балансной пары и тем более второй пары транзисторов выше нуля, поскольку транзисторы работают в активном режиме.

В схеме сдвига уровня транзистор VTЗ включен по схеме с общим коллектором. Транзистор VT4 служит нагрузочным сопротивлением (весьма высокоомным) для эмиттерного повторителя VTЗ, т.е. генератором стабильного тока (ГСТ) – элементом, задающим ток через резистор R₇ в эмиттерную цепь VTЗ. Резистор R₇ необходим для создания на нем перепада напряжения U_R7 =I_К4R₇ (постоянный ток!) такой величины, чтобы обеспечить необходимое значение напряжения U_Б5 и, следовательно, необходимое (обычно нулевое) напряжение на выходе.

Коэффициент передачи схемы сдвига уровня, как в хорошем эмиттерном повторителе, практически равен 1, если R₇много меньше выходного сопротивления транзистора VT4 со стороны коллектора, что легко выполняется.

Задание тока транзистора VT4 осуществляется так же, как и транзистора VT6 – используется “токовое зеркало” VT4–VT7. . Такой прием сокращает количество компонентов схемы.

Эмиттерный повторитель на выходе схемы (транзистор VT5) служит для обеспечения низкого выходного сопротивления ОУ, обеспечивет повышенную линейность и является усилителем мощности.

Методические указания

При выполнении лабораторной работы парафазный и синфазный сигналы на входы схемы подают через резистивный делитель напряжения, аналогичный описанному в лабораторной работе №4. При всех измерениях необходимо контролировать выходное напряжение с помощью осциллографа, чтобы не допускать нелинейных искажений сигнала..

Задание

1. Идентифицировать основные каскады усилителя.

2. Установить номинальные питающие напряжения |Е₁| = |Е₂| = 10 В. Измерить потенциалы основных узлов всех каскадов и вычислить токи транзисторов (входы операционного усилителя заземлены). Используя параметры элементов схемы, приведенные на стенде и найденные режимы по току, вычислить коэффициенты усиления по напряжению всех каскадов усилителя для парафазного и синфазного сигналов, а также r_ВХ и r_ВЫХ.

3. На входы усилителя подать сигнал от генератора ГЗ-36 через делитель напряжения. Снять амплитудную характеристику всего усилителя для парафазного сигнала, контролируя выходной сигнал осциллографом.

4. Исследовать прохождения переменного сигнала через усилитель для парафазного и синфазного режимов работы, при этом контролировать отсутствие нелинейных искажений. По результатам измерения определить K_{U ПАР} и К_{U СИНФ} отдельных каскадов. Измерить r_ВХ и r_ВЫХ. Результаты измерения сравнить с вычисленными значениями в п. 2.

5. В отсутствие входного сигнала снять зависимость U_ВЫХ от изменения напряжения источников питания Е₁ и Е₂(Е₁и Е₂ изменять на ±25% от номинального значения). Попытаться установить причину наблюдаемых зависимостей путем дополнительных измерений, выбранных самостоятельно.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Шило В.Л. Линейные интегральные схемы. – М.: Сов. Радио, 1979. С. 47–59.

2. Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника: Учебник для вузов. – М.: Телеком, 1999.

Лабораторная работа № 6