Laboratorium Elektroniki cz I 5

226

4.    Wzmocnienie wspólne niesymetryczne

_k' ₌ ^Uęt. ₌ ..^Uę? ₌_.!?2iŁ_?£_

^{US U}wes ^Uwes ^hlle_{1 + 2}^l ^hlle

5.    CMMR - współczynnik tłumienia sygnału wspólnego k' i h-,,. h.

,_i^c

2 Rr-

(12.12)

h

"*1 le “Ile

6. Wejściowa rezystancja różnicowa (rezystancja pomiędzy obydwoma wejściami wzmacniacza)

CMMR = ^    R_f

k._    2 h, ^E

^r_c = -Łr_f

h, ^E « ^E

(12.13)

Rwer ⁼ 2hiie    (12.14)

7. Wejściowa rezystancja sumacyjna (wspólna) - rezystancja pomiędzy każdym

z wejść a masą układu
	Rwes — 2h2ieRE	(12.15)
8. Rezystancja wyjściowa
	^R^=^Rc»ir-	(12.16)

22e

We wzmacniaczu różnicowym zmiana napięcia Ube obu tranzystorów Ti i T₂ działa jako sygnał wspólny, z tego powodu przy wyjściu symetrycznym nie wywołuje żadnego skutku, a przy wyjściu niesymetrycznym jest tłumiona tyle razy, ile wynosi wartość współczynnika CMMR (albo o tyle decybeli, ile wynosi wartość CMMR, jeżeli podawany jest on w decybelach). Jest to podstawowy powód, dla którego ten wzmacniacz można stosować do wzmacniania napięć stałych. Dla typowego wzmacniacza różnicowego wartości tych parametrów są następujące: K_ur > 100, K_us S 10'³, CMMR = 10⁵ (100 dB), Rwes - 10⁹O, Rwe, - 10⁴O.

Jednym z najważniejszcy parametrów wzmacniacza różnicowego jest współczynnik CMMR. W przypadku wzmacniacza z rys. 12.5a jego wartość zawiera się w granicach 100 + 200. Analiza wzoru (12.13) wykazuje, że aby uzyskać zwiększenie jego wartości, należałoby zwiększyć prąd emitera Ie lub wartość rezystancji emiterowej R_e. Obydwa rozwiązania są bardzo niekorzystne, gdyż pociągają za sobą konieczność stosowania dużych napięć zasilających Ucc- Właściwym rozwiązaniem jest zastosowanie układu o małej rezystancji dla prądu polaryzującego (rezystancja dynamiczna). Właściwości takie posiadają źródła prądowe (p. 12.2.1), a przykład wzmacniacza różnicowego wyposażonego w źródło prądowe w obwodzie errWSraTETfflSS? czono na rys. 12.5b. Współczynnik CMMR wynosi w tym przypadku 80+100 dB:

Mi siol

powered by

(12.17)

CMMR = ^r

h„.

gdzie: r - rezystancja wewnętrzna źródła prądowego.

Do realizacji regulowanego wzmocnienia różnicowego we wzmacniaczu, przy jednoczesnym uniezależnieniu tego wzmocnienia od parametrów tranzystorów, można zastosować ujemne emiterowe sprzężenie zwrotne (rys. 12.5c). W tym celu w obwód emitera każdego z tranzystorów Ti i T₂ należy włączyć rezystor emiterowy Re- W efekcie takiego postępowania pojawiają się następujące zmiany podstawowych parametrów:

1. Wzmocnienie różnicowe niesymetryczne - maleje, ale ustala swą wartość:

(12.18)

(12.19)

2. Rezystancja wejściowa różnicowa rośnie w sposób istotny: Rwer ⁼ 2(h_11e + I^bRe)

Wartość napięciowego wzmocnienia różnicowego wzmacniacza z rys. 12.5a zależy wprost proporcjonalnie od wartości rezystancji kolektorowych R_c.

W celu zwiększenia wartości wzmocnienia należy zwiększyć wartość R_Cl ale pociąga to za sobą konieczność wzrostu wartości napięcia zasilania Ucc. Aby tego uniknąć, stosuje się kilka różnych metod:

-    rezystory Rc zastępuje się źródłami prądowymi, analogicznie jak w przypadku rezystora emiterowego R_E. Rozwiązanie to wymaga stosowania w jednej strukturze układu scalonego tranzystorów p-n-p i n-p-n,

-    jeden z rezystorów kolektorowych R_c zastępuje się źródłem prądowym o ujemnej rezystancji dynamicznej,

-    jeden z rezystorów kolektorowych zastępuje się wtórnikiem kolektorowym (rys. 12.5d). W układzie tym tranzystor T₃ pracuje w układzie wtórnika kolektorowego, a więc dostarcza na rezystancji R (tj. na swoim wyjściu) napięcie równe co do wartości, lecz przeciwne co do fazy w stosunku do składowej zmiennej napięcia kolektorowego tranzystora Ti.