Дифференциально мостового

Из (10.34) видно, что любые одинаковые изменения в одноименных плечах каскада не вызывают изменения напряжения 1/вых п, т. е. дрейфа нуля. В реальных каскадах нет полной симметрии элементов , однако дрейф напряжения ?/вых п в дифференциальном усилителе по сравнению с усилительными каскадами на биполярных (см. 10.60) и полевых (см. рис, 10.67) транзисторах снижается на несколько порядков.

Вместо биполярных транзисторов в дифференциальном усилителе могут применяться полевые транзисторы.

В дифференциальном усилителе можно подавать усиливаемый сигнал на один из входов, заземляя при этом другой ( 3.2). Такое включение усилителя называют несимметрич-

Дифференциальный усилитель относится к разряду усилителей постоянного тока (УПТ), которые имеют специфический недостаток, затрудняющий усиление малых постоянных напряжений и токов и называемый дрейфом нуля. Дрейф нуля заключается в том, что с течением времени могут изменяться токи транзисторов и напряжение на их электродах. При этом нарушается, например, баланс моста в дифференциальном усилителе по постоянным составляющим коллекторных напряжений и на выходе появляется напряжение в отсутствие входного сигнала. Поскольку УПТ должен усиливать напряжение вплоть до самых низких частот, всякое изменение постоянных составляю-

В дифференциальном усилителе за счет баланса схемы эффективно снижается влияние всех дестабилизирующих факторов. В идеально сбалансированном дифференциальном усилителе (с одинаковыми транзисторами) дрейф нуля равен нулю.

Дифференциальные усилители используются как основной элемент в операционных усилителях, компараторах, стабилизаторах или в виде отдельной типовой интегральной микросхемы (ИМС). При микроэлектронном исполнении приведенный дрейф нуля, вызванный, например, изменением температуры, равен примерно 1 мкВ/град. В то же время при работе только одной из половин усилителя дрейф нуля составил бы около 2 мВ/град, т. е. возрос бы на три порядка. Столь малый дрейф нуля в дифференциальном усилителе микроэлектронного исполнения достигается за счет технологических и схемотехнических мер. К. технологическим мерам относится выполнение в едином технологическом цикле всех элементов дифференциального усилителя, особенно транзисторов Т\, Т2 и резисторов /?кь RKZ- Поэтому их основные параметры и температурные свойства практически одинаковы, что обеспечивает максимальную симметрию в усилителе. Включение транзисторов Т3, Т\ с резисторами ,R33, КБ з. RK.* ( 3.5) является схемотехнической мерой, направленной на большую температурную стабилизацию. Транзистор Т3 работает в режиме почти не изменяющегося тока при изменениях температуры. Такой режим обеспечивается, во-первых, выбором рабочей точки на пологом участке выходной характеристики транзи-,.стора, что достигается включением резисторов 7?эз, RE з необходимого номинала, а во-вторых, наличием транзистора Г4 в диодном включении в базовой цепи транзистора Т3, что компенсирует температурные смещения его входной характеристики.

В дифференциальном усилителе ( 6.16, а) сопротивления резисторов ^2, К3 в коллекторных цепях транзисторов выбирают равными, режимы обоих транзисторов устанавливают одинаковыми. В таких усилителях подбирают пары транзисторов со строго идентичными характеристиками.

фа нуля. В реальных каскадах нет полной симметрии элементов, однако дрейф напряжения ?/вых п в дифференциальном усилителе по сравнению с усилительными каскадами на биполярных (см. 10.60) и полевых (см. 10.67) транзисторах снижается на несколько порядков.

Вместо биполярных транзисторов в дифференциальном усилителе могут применяться полевые транзисторы.

Из (10.34) видно, что любые одинаковые изменения в одноименных плечах каскада не вызывают изменения напряжения ?/вых п, т. е. дрейфа нуля. В реальных каскадах нет полной симметрии элементов , однако дрейф напряжения U х п в дифференциальном усилителе по сравнению с усилительными каскадами на биполярных (см. 10.60) и полевых (см. 10.67) транзисторах снижается на несколько порядков.

Вместо биполярных транзисторов в дифференциальном усилителе могут применяться полевые транзисторы.

Пример 2-9. Составить дифференциально-мостовую схему для низкочастотного мостового фильтра, показанного на 2-31. Выяснить, как будут отличаться характеристические сопротивления дифференциально-мостового фильтра оо стороны первичных и 'вторичных зажимов, если коэффициент трансформации выбрать равным не '/2, а >/4.

Решение. Схема дифференциально-мостового фильтра показана на 2-34. При уменьшении коэффициента трансформации вдвое характеристическое сопротивление Zci станет в 4 раза меньше 2С2, так как входное сопротивление идеального трансформатора пропорционально квадрату коэффициента трансформации.

Рис, 9.13. Схема дифференциально-мостового ПФ

С,/2 От этого недостатка свободны дифференциально-мостовые фильтры. Они эквивалентны по характеристикам Х-образным фильтрам, но имеют в два раза меньшее количество реактивных элементов. Для примера на 9.13 показана схема дифференциально-мостового ПФ, эквивалентного Х-образному ПФ ( 9.12, а). Этот фильтр содержит дифференциальный идеальный трансформатор и два плеча с сопротивлениями 2Zj и 2Za, где Z\ и Z_2 — сопротивления плеч Х-об-разного фильтра (см. 8.5, в). Таким образом, в обоих фильтрах сигнал поступает к выходным зажимам двумя путями через одинаковые сопротивления. Скрещивание плеч в Х-образной схеме заменяется в дифференциально-мостовом фильтре соответствующим изменением фаз колебаний, поступающих к разным плачам от разных половин вторичной обмотки дифференциального трансформатора.

9.33. Схема дифференциально-мостового пьезоэлектрического полосового фильтра и построение его характеристики затухания

Схема дифференциально-мостового пьезоэлектрического фильтра показана на 9.33, а, а частотные характеристики сопротивлений его плеч построены на 9.33, б: Характеристика затухания этого фильтра построена в соответствии с условиями (9.48) на 9.33, в. Таким образом, рассмотренная схема является полосовым фильтром с двумя полюсами затухания.

9.35. Схема дифференциально-мостового кварцевого полосового фильтра с расширительными катушками и построение его характеристики затухания

На 9.35, а изображена схема с двумя расширительными катушками, полученная из схемы дифференциально-мостового

9.37. Построить качественно характеристику собственного затухания ac(ui) дифференциально-мостового пьезоэлектрического фильтра ( 9.37).

9.37. Составляем Х-образный аналог дифференциально-мостового фильтра ( 9.37р, а) и его эквивалентную схему ( 9.37р, б). Дальнейшее решение см. по зад. 9.29.

12.33. Определить элементы мостового и дифференциально-мостового фильтров, эквивалентных П-образному последовательно- про-