Каскад с эмиттерными (истоковыми) связями. Дифкаскад.
| 7.Каскад с эмиттерными (истоковыми) связями. Дифкаскад. |
1.Упрощённые схемы каскадов с комбинированными связями:
Одно из основных достоинств таких каскадов состоит в том, что выходная цепь таких усилительных каскадов благодаря низкоомной связи (низкоомного выходного каскада с ОК с низкоомным входным каскадом с ОБ) слабо связана с входной. Очевидно, что в таких схемах эффект Миллера отсутствует.
Входное сопротивление каскада на биполярных транзисторах (без учёта входного делителя) равно входному сопротивлению каскада с ОК:
Rвх=rб+(1+h21э)h11б2
Входное сопротивление каскада с полевым транзистором на входе определяется, в основном, входным делителем.
Выходное сопротивление соответствует выходному сопротивлению каскада с ОБ (ОЗ).
Коэффициент усиления по напряжению равен произведению коэффициентов передачи каскадов с ОК (ОИ) и с ОБ (ОЗ), а так как коэффициент передачи каскада ОК (ОИ) примерно равен единице, то по существу коэффициент усиления определяется вторым множителем. Таким образом входные и выходные и выходные параметры таких каскадов соответствуют параметрам каскадов с ОК (ОС) и ОБ (ОЗ) соответственно.
2.Пример использования каскада для усиления сигналов ВЧ.
3.Широкополосный генератор.
При изменении резистора R1 в пределах 50 МОм ... 10 кОм имеет перестройку частоты выходного сигнала от 100Гц до 400кГц.
4.Высокочастотный генератор.
Период следования импульсов T=3.1RC; частота - до 50МГц.
5.Пример применения каскада с эмиттерными связями в фазовом детекторе.
6.Простейший балансный преобразователь частоты.
Достоинства:
1. Компенсация всех синфазных помех, в тои числе сигнала гетеродина и его шумов;
2. Компенсация чётных гармоник, что приводит к уменьшению числа побочных каналов.
Более сложные смесители выпускаются в микросхемном исполнении, наиболее простой из них К174ПС1 - аналоговый перемножитель Джильберта.
7.Пример применения каскада с эмиттерными связями в электронном регуляторе усиления.
Введение обратной связи с помощью резисторов R6,R7 позволяет существенно снизить искажения сигнала.
Отношение резисторов выбирают в пределах: R7/R6=2...10.
8.Электронный регулятор по японскому патенту.
9.Регулятор с расширенной линейной областью на 15дБ за счёт линеаризирующих диодов
(при входном напряжении 50 мВ имеет коэффицинт гармоник на выходе 0.1%)
10.Высоколинейный детектор огибающей.
Входное напряжение не должно быть более 100мВ. При этом с коллекторов снимается верхняя, а с эмиттеров - нижняя огибающая АМ - сигнала.
11.Пример применения в усилителе - ограничителе ЧМ - сигнала.
Контур выделяет первую гармонику. Ток транзистора VT2 имеет форму, близкую к прямоугольной. В микросхемном исполнении (например, К174ХА6, К174УР3 и др.) контур заменяют обычным резистором.
Введение каскодной развязки с нагрузкой уменьшает амплитудно - фазовую конверсию:
12.Ограничитель другого типа.
13.Дифференциальный (балансный) каскад.
Позволяет решать задачу усиления сигналов с частотой от нуля (постояноого тока) до сотен МГц и при этом:
- даёт малую ошибку разбаланса входов за счёт взаимной компенсации Uбэ;
- стабилен по температуре и по времени благодаря согласованным изменениям параметров транзисторов;
- обладает способностью усиливать только дифференциальные сигналы и "не реагировать" на синфазные напряжения;
- имеет высокую линейность и скорость нарастания, особенно каскады на полевых транзисторах (ПТ);
- обладает высокой устойчивостью за счёт того, что входной и выходной токи попадают в шины общего провода (земли) и питания, замыкаясь через генератор и нагрузку, что особенно важно в УВЧ.
Для наглядности ниже показана схема четырёхплечного моста как элемента, не обладающего дрейфом. Если мост сбалансирован, т.е. R1/R2=R3/R4, то при изменении напряжения питания баланс не нарушается и ток нагрузки равен нулю.
В дифкаскаде роль резисторов играют транзисторы:
Входное сопротивление ДК на БТ равно:
Rвх=4h21э fт/Iэсм, где Iэсм - общий (суммарный) эмиттерный ток смещения.
Коэффициент усиления по напряжению Кu=RкIэсм/2fт при Rк1=Rк2.
Искажения ДК на биполярных транзисторах при малых сигналах:
