Rк1 Rк2
Uвых1 Uвых2 +Еп
Iк1 Iк2
Uвых2
V1 V2 Uп
Uвых1
+ Uвх Io Uвых
син
_ t
-Еп t1 t2
Есин
рис.2. Дифференциальный усилитель
а) схема
б) диаграмма выходных сигналов
Для идеального симметричного ДУ в режиме балланса эмиттерный ток Iо делится поровну между двумя усилительными транзисторами. Если пренебречь базовыми токами, можно считать ,что коллекторные токи одинаковы и равны Io/2.Поэтому в режиме балланса потенциал каждого выхода имеет относительно земли синфазный уровень покоя
Uп=Uвых1=Uвых2=+Eп-IоRк/2, (2)
где Rк=Rк1=Rк2
Предположим ,что в момент t1 (рис.2б) на базе транзистора V1 появляется увеличивающийся сигнал Uвх.В этом случае транзистор V1 получает ток смещения и его коллекторный ток Iк1 увеличивается. Поскольку сумма эмиттерных токов должна оставаться постоянной , то ток коллектора транзитора V2 уменьшается .
Условие
Iэ1+Iэ2=Iо (3)
выполняется для любых дифференциальных сигналов.
Таким образом ,с увеличением входного сигнала Uвх выходное напряжениеUвых1 уменьшается (то есть приращение сигнала инвертировано на диоде);
Uвых1=+Еп-Iк1Rк1 (4)
Этот выход ДУ называется инвертирующим.На другом выходе ДУ напряжение Uвых2 увеличивается :
Uвых2=+Еп-Iк2Rк2 (5)
Это приращение сигнала неинвертировано по фазе относительно входного сигнала.Полный дифференциальный выходной сигнал, наблюдаемый между выходами ДУ:
Uвых2-Uвых1=Rк(Iк1-Iк2) (6)
где Rк=Rк1=Rк2
Дифференциальный выходной сигнал оказывается не заземлен.
Изменение выходных сигналов ДУ прекращается ,когда весь ток Iо начинает течь по транзистору V1 (момент t2).Транзистор V2 с этого момента эммиттерный ток не получает и переходит в состояние отсечки. Если входной сигнал превышает некоторый уровень Uвх.мах,усилитель становится неуправляемым.
Если оба входа ДУ соединены и на них подан синфазный сигнал Есинф (показано пунктиром на рис.2а) , то у ДУ идеальным ГСТ не должны изменяться выходные уровни.
Увеличение синфазного сигнала вызовет приоткрывание обоих транзисторов V1 и V2 одновременно.В результате токи Iэ1 и Iэ2 возрастут одновременно,суммарный ток Iо увеличивается.Увеличивается падение напряжения на внутреннем сопротивлении ГСТ.Потенциал эмиттеров обоих транзисторов возрастает.Увеличение потенциалов эмиттеров вызовет подзакрывание транзисторов V1 и V2 и возвращение их к исходному состоянию.Таким образом, при подаче синфазного сигнала за счет внутреннего сопротивления ГСТ образуется отрицательная обратная связь ,которая будет тем сильнее,чем ближе к идеальным свойствам ГСТ.
Реально при подаче значительных синфазных сигналов положительной полярности увеличивается напряжение Uбэ обоих транзисторов,а также может возрасти уровень тока Iо.Из-за этого падение напряжения на коллекторных резисторах понижается относительно уровня балланса.
Способность ДУ выделять малые дифференциальные сигналы на фоне больших синфазных является одной из важнейших характеристик его качества.
Дата добавления: 2015-07-18; просмотров: 689;