Temat: Tranzystorowy układ różnicowy
Data realizacji ćwiczenia: 99-04-28	Podpis:	Ocena:
Skład grupy (zaznaczone nazwisko osoby, która opracowała sprawozdanie): Dobrzyński Rafał Kłokowski Mariusz Kroteń Paweł Kopczewski Artur

1. Obserwacja statycznych charakterystyk przejściowych układu różnicowego.

Rys.1 Schemat układu badanego przy obserwacji statycznych charakterystyk przejściowych

Należało zaobserwować na ekranie oscyloskopu charakterystyki przejściowe badanego układu. Obserwacje przeprowadziliśmy kilkakrotnie, zmieniając warunki zasilania układu różnicowego. Wyznaczone przez nas charakterystyki statyczne dołączone są do sprawozdania na oddzielnej kartce papieru milimetrowego.

2. Pomiar wzmocnienia układu różnicowego.

Rys. 2 Uproszczone schematy ideowe, przy pomiarach wzmocnienia różnicowego i sumacyjnego.

• Wzmocnienie różnicowe k_ur badanego układu określa się na podstawie pomiaru przyrostu napięcia na kolektorze T₂ powstałego w skutek zwiększania napięcia różnicowego o 5 mV

	Zasilanie emitera źródłem prądowym IE
	IE = 0.5 mA		IE = 1.5 mA		Zasilanie emitera rezyst. RE
	Obciąż. kolekt. RC	Obciąż. Dynamicz.	Obciąż. kolekt. RC	Obciąż. dynamicz.	Obciąż. kolekt. RC	Obciąż. dynamicz.
Uwy 1	4,558	5,110	3,676	5,234	3,645	5,235
Uwy 2	4,605	5,202	3,800	5,480	3,773	5,486
Uwy	0,047	0,092	0,124	0,246	0,128	0,251
Kur	9,4	18,4	24,8	49,2	25,6	50,2

Tabela 1. Pomiar wzmocnienia różnicowego.

• Wzmocnienie sumacyjne k_us określa się mierząc przyrost napięcia wyjściowego wynikający z jednoczesnej zmiany napięcia na obu wejściach w zakresie od -2V do 2V.

Napięcie wejściowe UWE	-1,858	0,324	2,303
Napięcie wyjściowe UWY	3,669	3,666	3,663

Zmiana napięcia wejściowe ΔUWE [V]	2,182	1,979
Zmiana napięcia wejściowe ΔUWY [V]	0,003	0,003
Wzmocnienie sumacyjne [V/V]	0.0014	0.0015

Napięcie wejściowe UWE	-1,904	0,302	2,298
Napięcie wyjściowe UWY	3,673	2,725	1.948

Zmiana napięcia wejściowe ΔUWE [V]	2,206	1,896
Zmiana napięcia wejściowe ΔUWY [V]	0,948	0,777
Wzmocnienie sumacyjne [V/V]	0.43	0.41

Tabela 2. Pomiar wzmocnienia sumacyjnego.

3. Badanie wzmacniacza różnicowego jako układu analogowego mnożenia sygnałów.

Wykorzystując zależność wzmocnienia k_ur od prądu zasilającego emitery tranzystorów układu różnicowego, można zrealizować w tym układzie operację mnożenia analogowego. W szczególnym przypadku właściwość ta może być wykorzystana do modulacji amplitudowej sygnałów, przy czym wykorzystanie desymetryzujących własności obciążenia dynamicznego prowadzi do uzyskania modulatora zrównoważonego.

Przebieg napięcia wyjściowego przedstawia poniższy wydruk:

Wnioski:

Wzmocnienie różnicowe k_ur jak widać zależy wprost proporcjonalnie od wartości R_C i odwrotnie proporcjonalnie od wartości R_E. W celu poprawienia charakterystyki liniowej stosuje się rezystory emiterowe o wartościach rzędu kilkadziesiąt - kilkaset Ω. Rezystory te zmniejszają wzmocnienie, ale poszerzają jednocześnie zakres pracy liniowej wzmacniacza. Wraz ze wzrostem R_E współczynnik tłumienia sygnału wspólnego (CMRR) rośnie, jednak wartość ta jest ograniczona ze względu na odkładające się napięcie na rezystorze. W miarę wzrostu wartości R_E musimy zwiększać wartość napięcia zasilania (w celu zachowania właściwej wartości prądu). Jak widać dobór R_E związany jest z pewnym kompromisem, który pozwala na uzyskanie przez układ odpowiedniego wzmocnienia sygnału różnicowego, a jednocześnie powinien wytłumić sygnał sumacyjny. Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie źródła prądowego, które charakteryzuje się stałą wydajnością prądową i dużą rezystancją.

Na podstawie pomiarów i obliczeń zawartych w tabeli można stwierdzić, że wzmocnienie przy obciążeniu liniowym i prądzie emitera I_E = 1,5mA wynosiło około 25 V/V, natomiast przy prądzie I_E = 0,5mA wzmocnienie zmalało do wartości 9,4 V/V. Dla obciążeń dynamicznych wzmocnienie przy różntch prądach emitera waha się w granicach 18,5-50 V/V.

Współczynnik tłumienia oscylował wokół wartości równej 0.

Układ różnicowy można także wykorzystywać jako układ mnożący, podając na jego wejście dwa sygnały: trapez jako sygnał modulujący i sinusoidę jako sygnał modulowany. W wyniku tego otrzymaliśmy modulację AM.

2

2

Tranzystorowy układ różnicowy

z wkładki

charakt. X/Y

masa

zespół zasilania emiterów

przy zasilaniu emitera

ze źr. prądowego I_E=1.5mA

przy zasilaniu emitera

przez rezystor R_E i prądzie I_E=1.5mA

Uproszczony schemat układu badanego pracującego jako modulator amplitudy

---