в общем случае при RlO, R iO и E i = 0 сквозной коэффициент усиления каскада на рис. 5.6

Z сквозной

f раз;

U2 \ 2Л21Э^?К

при ОС сквозной коэффициент усиления усилителя уменьшается в

= I + 2ВК2 Кгз RARi + R\ + К.)- (5.42)

Для установки нуля (баланса к выводам /-5 подключается потенциометр с сопротивлением 1 ... 10 кОм, движок которого присоединяется к выводу 4.

К достоинствам рассмотренного каскада относятся высокая степень ослабления синфазного сигнала, относительно широкая полоса пропускания за счет использования составных транзисторов каскодного типа, а также сравнительно большое усиление - до 60 дБ [9] при большем входном сопротивлении - примерно в два раза по сравнению с каскадом на рис. 5.4.

При использов'зяии дифференциального каскада в качестве в.ходного в ряде случаев требуется получить высокое входное сопротивление, небольшие входные токи и низкий уровень шума. Это достигается при работе биполярных транзисторов с малым'и коллекторными токами (порядка 0,1 ... 1 мА) или применением полевых транзисторов.

Амплитудно-частотная и переходная характеристика. Выраже- ,-1я (5.23) и (5.24) относят к области нижних частот (/-0); на верхних частотах параметры кцэ и к^хъ становятся комплексными. Сходство этих выражений с (4.34) позволяет сделать вывод о том, что соотношение (4.16) для частоты а^-, равной частоте полюса, применимо к дифференциальному каскаду при противофазном сигнале, только

Rn = R., Rr = Ri и Со=Сбэ+(1+5,/?к)Ск, (5.43)

время установления следует определять по формуле (2.59).

Таким образом, передаточная функция содержит один полюс, частота которого ошределяет положение криволинейных участков АЧХ, ФЧХ и ПХ.

s.i.3. КАСКАДЫ С ЭЛЕМЕНТАМИ СДВИГА УРОВНЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

При использовании в каскадах усиления постоянного тока транзисторов одинаковой структуры необходимы межкаскадные элементы связи (кроме схемы Дарлингтона). Таким элементом является резистор Rki (рис. 5.7), через который протекает коллекторный ток транзистора Vi и базовый ток ¥2- Коллекторное напряжение t/jo, в большинстве случаев превышает необходимое напряжение (7532 на базе транзистора V2. Поэтому требуется устранить избыточное напряжение (например, в месте, отмеченном X). Цепи, предназначенные для этой цели, известны как цепи сдвига уровня постоянного напряжения. Они по возможности не должны

ослаблять полезный сигнал, а для этого важно, чтобы потребляемый постоянный ток был небольшим, а входное сопротивление для неременного тока - велико. Если в этой цепи используется делитель напряжения, то следует стремиться к тому, чтобы напряжение сигнала заметно не снижалось. Частично это можцо достичь.

к/ и

Е, г-т^ J-1-г

i2 , .

Рис. 5.7. Общая схема Рис. 5.8. Схемы каскадов с элементами сдвига межкаскадного соединения уровня постоянного напряжения со стабилитронами (Уг и Уз)

используя полупроводниковый стабилитрон (рис. 5.8,а), достоинством которого является небольшое дифференциальное сопротивление - порядка нескольких десятков ом, при котором сигнал практически не ослабляется. Однако широкому применению стабилитрона препятствуют: во-первых, относительно большой разброс напряжения стабилизации, во-вторых, малое дифференциальное сопротивление стабилитрона при сравнительно большом токе (несколько миллиампер), что вынуждает вводить дополнительный резистор Яб2 и уменьшать сопротивление резистора Rku И то и другое приводит к уменьшению коэффициента усиления предшествующего каскада (на транзисторе Vi). Кроме того, стабилитрон как диод, работающий при большом токе, создает заметный дробовой шум, что, правда, не играет роли при высокой амплитуде сигнала.

Снижение постоянного и переменного тока, потребляемого стабилитроном (от точки TCi), возможно с помощью буферного эмиттерного повторителя (рис. 5.8,6), что в конечном счете позволит заметно увеличить коэффициент усиления каскада на транзисторе Vl.

Кроме того, для сдвига уровня постоянного напряжения может быть использован делитель напряжения, состоящий из резистора R9 (рис. 5.9), сопротивления ГСТ (V9, R10) и входной цепи эмиттерного повторителя (V10, RU, R12). Вспомогательный эмиттер-ный повторитель на транзисторе V8 предназначен для уменьшения потребляемого делителем напряжения постоянного тока (здесь /б &) и увеличения сопротивления нагрузки по переменному току для транзистора V6, состоящей из резистора R8 и входного сопротивления транзистора V8: Rn6 = R&RBx&/(Rs + Rbxs) . И то и другое позволяет получить большой коэффициент усиления от каскада на

транзисторе V6. А так как сопротивление переменному току цепей уд RIO и V10, R11 велико, то рассматриваемый делитель напряжения незначительно ослабляет напряжение сигнала. Закрытый диод V7 ведет себя подобно конденсатору малой емкости, являющемуся элементом внутренней коррекции.

Рис. 5.9. Схемы цепи сдвига уровня постоянного напряжения (начало схемы ОУ - см. рис. 5.4)

Рис. 5.10. Схема цепи сдвига уровня постоянного напряжения с резистором Рэ2

Для устранения избыточного постоянного напряжения можно использовать резистор в эмиттерной цепи транзистора V2 (рис. 5.10). Однако, если каскад на транзисторе V2 выполнен по схеме с ОЭ, то резистор Рэ2 одновременно является элементом последовательной по току ОС, значительно ослабляющей напряжение сигнала (если этот каскад представляет собой эмиттерный повторитель, то резистор R32 используется как элемент связи с последующей нагрузкой, и ослабление, вносимое ОС, является его естественным свойством). Для устранения ослабляющего действия резистора R32 есть две возможности: во-первых, замена резистора полупроводниковым стабилитроном, дифференциальное сопротивление которого довольно мало; во-вторых, использование так называемого электронного шунта, - входной цепи транзистора V, включенного по схеме с ОБ (рис. 5.11) и обладающего малым сопротивлением, равным согласно (4.39)

вх 3 = (hn э 3 + з)/( 1 + 21 э з). (5.44)

где i?63 = i?63 -63.2/(63.i+-R63.2).

При наличии электронного шунта с такими же параметрами, что и у транзистора 12, ОС снижает коэффициент усиления не больше чем в два раза. Если на вход транзистора Уз подавать напряжение сигнала с противоположной фазой, то (как было показано в п- 5.1.2) сигнал не ослабляется. Следовательно, сопряжение двух Дифференциальных каскадов представляет собой один из способов сдвига уровня постоянного напряжения, не сопровождающийся