Физические основы электроники. Глазачев А.В - 76 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

А.В. Глазачев, В.П. Петрович. Физические основы электроники. Конспект лекций
76
3.14.1. Дифференциальные усилители
Принцип работы дифференциального усилителя поясним
на примере четырехплечевого моста (рис. 3.47), выполненного
на резисторах
1
R
,
2
R
,
3R
,
4
R
. В одну диагональ включен
источник
U
, а в другую – сопротивление нагрузки
н
R . Если
выполняется условие
4
3
2
1
R
R
R
R
= , (3.68)
то мост сбалансирован, и ток в
н
R будет равен нулю. Баланс
не нарушится, если будут меняться напряжение
U
и сопро-
тивления резисторов плеч моста, но при условии, что соотно-
шение (3.68) сохранится.
На рис. 3.48 представлена схема простейшего дифференциального усилителя. Очевидно, что она
аналогична схеме моста на рис. 3.47, если
2
R
и
4
R
заменить транзисторами
1VT
и
2VT
и считать,
что
к1
1 RR
=
,
к2
3 RR
=
.
Сопротивления
к1
R и
к2
R выбирают равными, а транзисторы
1VT
и
2VT
– идентичными. Тогда
при отсутствии входного сигнала
вых12
U также равно нулю. Температурное воздействие будет одина-
ковое на оба идентичных транзистора, поэтому, хотя их параметры и изменятся, но одинаково и в одну
сторону, что не отразится на выходном сигнале, так как разность
вых1
U и
вых2
U останется неизмен-
ной. Если на входы схемы
вх1
U и
вх2
U подать одинаковые сигналы по величине и фазе, называемые
синфазными, то токи обоих транзисторов будут изменяться на одинаковую величину, соответственно
будут изменяться напряжения
вых1
U и
вых2
U , а напряжение
вых12
U по прежнему будет сохраняться
равным нулю. Если на входы подать оди-
наковые по величине, но сдвинутые по фа-
зе на
0
180
сигналы, называемые диффе-
ренциальными, то возрастание тока в одном
плече будет сопровождаться уменьшением
тока в противоположном, вследствие чего
появится напряжение на дифференциаль-
ном выходе
вых12
U . Изменение темпера-
туры, паразитные наводки, старение эле-
ментов и др. можно рассматривать как
синфазные входные воздействия. Исходя
из этого дифференциальный каскад обла-
дает очень высокой устойчивостью работы
и малочувствителен к помехам.
Выводы:
1. Дифференциальные усилители предназначены для усиления сколь угодно медленно изменяю-
щихся во времени сигналов, частотный диапазон которых начинается от 0 Гц.
2. Дифференциальный усилитель: имеет следующие достоинства: малый дрейф нуля; высокая
степень подавления синфазных помех.
3. Недостатки дифференциального усилителя: требует двухполярного источника питания; необ-
ходима очень высокая симметрия схемы.
3.14.2. Операционный усилитель
Операционным усилителем называют усилитель постоянного тока, предназначенный для вы-
полнения различного рода операций над аналоговыми сигналами при работе в схемах с отрицатель-
ной обратной связью.
Операционные усилители обладают большим и стабильным коэффициентом усиления напря-
жения, имеют дифференциальный вход с высоким входным сопротивлением и несимметричный вы-
U
1
R
2
3
4
R
н
R
Рис.3.47. Схема четырехплечевого моста
вых1
U
к1
R
1
VT
вх1
U
к
E
-
1
R
2
R
э
R
вых2
U
вых12
U
вх2
U
2
VT
к2
R
3
R
4
R
Рис. 3.48. Схема дифференциального усилителя

Страницы