Усилители постоянного тока (УПТ). УПТ с непосредственной связью между каскадами. Схема. Достоинства и недостатки. Применение.

УПТ предназначены для усиления сигналов медленно изменяющихся во времени. Характерная особенность - отсутствие конденсаторной связи между генератором сигнала, усилительным каскадом и нагрузкой.

Самопроизвольное изменение выходного напряжения УПТ при неизменном напряжении входного сигнала называется дрейфом усилителя. Причины возникновения дрейфа: нестабильность напряжения питания, температурная и временная нестабильность параметров диодов, резисторов, транзисторов. Напряжение дрейфа определяется при закороченном входе:

e_др = ΔU_{вых др} /к_u при U_вх = 0 (режим КЗ).

Величина U_{вх др}  определяет диапазон возможного изменения входного напряжения усилителя при котором напряжение дрейфа составляет незначительную часть полезного выходного сигнала. Смещение - максимальное значение выходного напряжения при U_вх = 0.   

УПТ с непосредственно связью между каскадами.

Непосредственная связь между каскадами обуславливает особенности расчета их режима покоя (напряжения и токов при ). Параметры режима покоя каскада рассчитываются с учетом элементов, относящихся к выходной цепи предыдущего каскада и входной цепи последующего каскада. В УПТ выводы коллектора и базы транзисторов соседних каскадов соединены непосредственно. При этих условиях резисторы каждого последующего каскада, осуществляющие внутрикаскадные ООС по постоянному току, предназначены также для создания необходимого напряжения в режиме покоя.

Во входную цепь УПТ последовательно с источником входного сигнала включен источник входного компенсирующего напряжения Uкомп. Его вводят для того, чтобы исключения протекания постоянных токов через Rг и Rн.

Коэффициент усиления рассматриваемой схемы  а коэффициенты каскадов определяются по формулам     

Способ построения УПТ на основе непосредственной связи простейших усилительных каскадов может быть использован для получения сравнительно невысокого коэффициента усиления (порядка нескольких десятков) при относительно большом усиливаемом сигнале

29. Метод МДМ (модуляция-демодуляция). Достоинства и недостатки.

 

Модуляция - это процесс представления модулирующего сигнала через определенный параметр несущей

М – модулятор

ИУ – избирательный усилитель

ДМ – демодулятор

Г – генератор

 

 

Этот метод позволяет получить самое малое напряжение дрейфового тока, маленькое начальное смещение, температурный дрейф практически исключается в усилителях МДМ, т.к. усиливается только переменный сигнал, не подверженный дрейфу. В качестве источников сигнала могут выступать электрические и не электрические сигналы (свет, тепло).

Недостаток: ограниченный частотный диапазон: f_m>10f_c , чтобы получить выходной сигнал соответствующий по форме входному. Повышается уровень шумов вызванных модуляцией – демодуляцией.

Выпускаются в виде готовых интегральных микросхем. Напр.: 140YD13.

Сигнал от источника попадает на механический либо электрический модуляторы, затем усиливается усилителем переменного тока, который исключает из сигнала собственный дрейф, демодулируется и подается в нагрузку с целью увеличения Кu и улучшения качества.

Усилитель переменного тока может быть избирательным, а детектор – синхронным

Используется для усиления очень слабых низкочастотных сигналов в т.ч. неэлектрической природы.

 

 

Дифференциальные усилители (ДУ). Схема включения. ДУ в режиме покоя, в режиме усиления противофазного сигнала, в режиме усиления синфазного сигнала. Способ улучшения свойств усилителя (схема).

Дифференциальный усилитель - симметричный усилитель постоянного напряжения с 2-мя входами и 2-мя выходами. Дифференциальный усилительный каскад выполняется по принципу сбалансированного моста, два плеча которого образованы резисторами , а два других - транзисторами . Выходное напряжение снимается между коллекторами транзисторов.

ДУ в режиме покоя

VT1 и VT2 располагаются, чаще всего на одном кристалле в непосредственной близости друг от друга, что обуславливает их близкие параметры и одинаковую температуру. При нагревании либо старении элементов входящих в ДУ. Транзисторы приоткрываются в одинаковой мере, а выходное напряжение между коллекторами остаётся практически нулевым.