Усилители постоянного тока (УПТ)

УПТ усиливают постоянный и медленно меняющийся во времени сигнал.

Постоянной составляющей сигнала соответствует частота, равная нулю, поэтому полоса пропускания УПТ содержит нулевую частоту.

АЧХ УПТ выглядит:

0

Т.к. в области НЧ в УПТ отсутствуют линейные искажения, то в УПТ должны отсутствовать элементы, приводящие к этим искажениям (разделительные и блокировочные конденсаторы, трансформаторы, дроссели).

Дрейф нуля

Общий недостаток всех УПТ прямого усиления – нестабильность нуля.

Должно выполняться: при . Реально это не выполняется.

Медленное произвольное изменение постоянного выходного напряжения при отсутствии входного называется дрейфом нуля.

Основные причины дрейфа нуля:

1. Изменение температуры окружающей среды (температурный дрейф).

2. Старение элементов и связанное с этим изменение их параметров.

3. Нестабильность напряжения ИП и др.

Дрейф нуля содержит монотонную медленно меняющуюся составляющую и случайные отклонения от неё – флуктуации.

U_ДР=

 

 

0 t (время)

возникает за счёт 1 и 2 причины, возникает за счёт 3 причины. Основная доля дрейфа нуля обусловлена первым каскадом (из-за последующего усиления). В усилителях переменного тока дрейф нуля отсутствует, т.к. цепи межкаскадной связи (конденсаторы, трансформаторы) не пропускают постоянное или медленно меняющееся напряжение на вход следующего каскада.

Дрейф нуля – явление нежелательное, т.к. он не отличим от усиливаемого полезного сигнала, искажает его и может недопустимо изменить режим работы всего усилителя.

Меры по уменьшению дрейфа нуля:

1. Применение в первых каскадах двухтактных УПТ – дифференциальных усилителей.

2. Использование общей глубокой ООС.

3. Применение эмиттерной + параметрической стабилизации.

4. Стабилизация напряжения ИП.

5. Предварительный прогрев схемы или термостатирование (помещение в термостат).

6. Применение УПТ с преобразованием частоты входного сигнала.

(Медленно меняющееся напряжение преобразуется в переменное с помощью модулятора, затем усиливается усилителем переменного тока. Далее происходит обратный процесс (демодуляция) – сигнал выпрямляется с помощью выпрямителя.

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Усилитель переменного тока дрейфа нуля не создаёт. Дрейф, в основном, определяется балансным модулятором и составляет очень малую величину - десятые доли мкВ/град).