Коэффициент усиления парафазного и синфазного сигнала в схеме ДУ

Коэффициенты усиления для двух типов сигнала определяются при дифференцировании выходного сигнала по соответствующему входному сигналу.

Расчет A_Uдиф. Для дифференциального сигнала после рассечения схемы получился каскад на Т1 и Т3 с ОЭ. В первом каскаде коэффициент усиления рассчитывается по формуле

A_{Uдиф =} = ÷g_mR₁÷.

Или, поскольку

,

.

Воспользовавшись полученными выше уравнениями для токов I₁ и I₂ после несложных преобразований и с учетом того, что после бисекции I₀ = I₀/2, получим:

A_Uдиф = g_m R_н = aI₁I₂ R1 /(I₀j_T) ~ п*10².

Расчет A_{Uсин ф}. Для синфазного сигнала по теореме бисекции получили схему с

ОЭ с сопротивлением в эмиттерной цепи. В типовых ДУ в качестве источника

переключаемого тока чаще всего используют схемы токовых зеркал, как и показано

на примере двухкаскадного ДУ выше. На схеме (рис.1), показанной ниже

представлен вариант каскада ДУ с дополнительными сопротивлениями в цепи

эмиттера. Для такой схемы входное сопротивление состоит из сопротивления источника

тока R₀ = 1/g₀ , r_Э и входного сопротивления транзистора r_БЭ.

Рис.(1) r_Э R₀

Формула для коэффициента усиления получена раньше. После подстановки всех

параметров получаем:

r_вх = (r_Э+R₀ +r_БЭ)b,

A_Uc/ф = dU_вых/dU_с/ф =R1/(r_вх + r_Э + 2R₀),

A_Uсинф = g_вхR_н.

A_Uсинф = (I_KR1/I_Бr_вх)~ R1/(2R₀/b))» 0,25.

Удобно любую схему (в данном случае ДУ) рассматривать как блок с передаточной проводимостью, чтобы проще рассчитывать коэффициент усиления. Если позволяет математическая модель, можно рассчитать передаточную проводимость для всех сочетаний входных и выходных узлов: g_11,g_12,g₂₁,g₂₂. В схеме дифференциального каскада можно легко показать, что эти проводимости равны и отличаются только знаком. Будем использовать далее обобщенную величину, обозначим ее g_f, это передаточная проводимость всей схемы ДУ g_f :

.

g_fдиф=I₁I₂/(I₀j_T)=I₁(I₀-I₁)/(I₀j_T).

Для максимального значения тока получим:

g_{f max} = I₀/4j_T.

Поскольку номиналы резисторов равны

A_{Uдиф =} = ÷g_fR2÷ = A_Uдифmax½_Uдиф=0 = - aI₀R1/j_T,

Итак, в общем случае, схему ДУ можно представить как блок с передаточной

Проводимостью, формирующий усиление на некотором сопротивлении нагрузки.

Если 2U_D = U₁ - U₂, U_Б1 g_fU_D U₀₁

A_U1 = U₀₁/U_D = -g_fR_н,

A_U2 = U₀₂/U_D = g_fR_н. U_D g_f(U₁-U₂) R_н

g_f = I₁I₂/(I₀j_T), g_{f max} = I₀/4j_T,

I₀ = I₁ + I₂ U_Б2 g_fU_D

U₀₁=-g_fR_нU_D U₀₂ R_н

U₀₂=g_fR_нU_D.

A_Uдиф = g_f R_н = I₁I₂ R_н /(I₀j_T) ~ п*10².

Покажем, что в ДУ с симметричным выходом коэффициент усиления в 2 раза выше:

g_fU_D

A_U = U₀/U_D

R_н = 2R_нôêR_вх, R_н

A_U = -g_f/(G_н/2 + G_вх)» -2g_fR_н. UD g_fU_D U₀= -2g_fR_нU_D

R_н

Теперь получим выражение для передаточной проводимости по синфазному

сигналу:

Коэффициент усиления по синфазному сигналу

A_Uc/ф = g_fс/фR_н.