Схема смещения уровня постоянного напряжения. Лекция 5

Содержание

Слайд 2

Схема смещения (сдвига) уровня. Схемы сдвига уровня с помощью резистивного делителя.

Схема смещения (сдвига) уровня.
Схемы сдвига уровня с помощью резистивного делителя.
Схемы смещения

для установления режима покоя усилительного каскада в дискретном исполнении.
Подача смещения фиксированным током.
Подача смещения фиксированным напряжением.
Интегральные многокаскадные усилители.
Универсальная схема сдвига уровня напряжения.

План

Слайд 3

Схемы сдвига уровня предназначены для компенсации (исключения) влияния постоянного напряжения предыдущего

Схемы сдвига уровня предназначены для компенсации (исключения) влияния постоянного напряжения предыдущего

каскада на последующий каскад при непосредственной связи между каскадами и исключение изменения режима работы каскада при изменении температуры и питающего напряжения. При этом схема сдвига уровня должна быть построена так, чтобы переменную составляющую, т.е. полезный сигнал, передать на следующий каскад без ослабления. Однако схема сдвига уровня осуществляет не только снижение, но и повышение уровня постоянной составляющей от предыдущего каскада на последующие каскады.

Схема смещения (сдвига) уровня

Слайд 4

Схема сдвига уровня строится по принципу делителя напряжения. При реализации схем

Схема сдвига уровня строится по принципу делителя напряжения. При реализации схем

используется характеристика p-n-перехода на линейных участках при прямом и обратном смещениях в режиме лавинного пробоя. Эти участки близки по виду к характеристикам идеального источника ЭДС.
Это означает, что увеличение тока через p-n-переход в этих режимах (I и Uобр) не приводит к существенному изменению падения напряжения на переходах Iпр и Uобр соответственно.

Схема смещения (сдвига) уровня

Слайд 5

Схема смещения (сдвига) уровня

Схема смещения (сдвига) уровня

Слайд 6

Напряжение сдвига уровня пропорционально резисторам R1, R2. При этом неизбежно происходит

Напряжение сдвига уровня пропорционально резисторам R1, R2. При этом неизбежно происходит

потеря коэффициента передачи. Применение генератора тока вместо резистора R2 позволяет устранить этот недостаток.
При этом смещение по постоянному току зависит как от номинала резистора, так и от тока ГСТ и равно I*R1. При необходимости подстройки напряжения смещения резистор R1 выбирают построечным или делают регулируемым ГСТ. Схема сдвига уровня с коэффициентом передачи больше единицы.

Простейшая схема сдвига уровня с помощью резистивного делителя

Слайд 7

Благодаря положительной обратной связи с делителем на резисторах R2, R3 превращает

Благодаря положительной обратной связи с делителем на резисторах R2, R3 превращает

генератор тока на VT2, R3 в активный источник тока (АИТ).
Относительно простую схему сдвига уровня сигнала без изменения его фазы можно получить с помощью каскада с общей базой.

Схема сдвига уровня с помощью резистивного делителя

Слайд 8

Применение транзистора VT3 повышает точность передачи сигнала, т.к. компенсирует изменения напряжения

Применение транзистора VT3 повышает точность передачи сигнала, т.к. компенсирует изменения напряжения

база-эмиттерного перехода транзистора VT2. Вообще, строго говоря, таких транзисторов необходимо устанавливать два и последовательно - для компенсации изменения напряжения переходов транзисторов VT1, VT2.

Схема сдвига уровня с помощью резистивного делителя

Слайд 9

СХЕМЫ СМЕЩЕНИЯ ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ РЕЖИМА ПОКОЯ УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА В ДИСКРЕТНОМ ИСПОЛНЕНИИ

СХЕМЫ СМЕЩЕНИЯ ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ РЕЖИМА ПОКОЯ УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА В ДИСКРЕТНОМ ИСПОЛНЕНИИ

Рабочий

режим или режим покоя определяется значением напряжения смещения на входе усилителя.
Существует ряд технических приёмов, которые осуществляют подачу напряжения смещения во входную цепь усилителя от источника питания выходной цепи (ЕП).
Такие схемы называются схемами смещения.
Слайд 10

СХЕМЫ СМЕЩЕНИЯ ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ РЕЖИМА ПОКОЯ УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА В ДИСКРЕТНОМ ИСПОЛНЕНИИ

СХЕМЫ СМЕЩЕНИЯ ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ РЕЖИМА ПОКОЯ УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА В ДИСКРЕТНОМ ИСПОЛНЕНИИ

Схемы

смещения служат для установления рабочего режима транзистора в усилительном каскаде и должны обеспечивать высокую стабильность работы на постоянном токе, малую зависимость этих режимов от свойств конкретного транзистора и условий его работы.
Рассмотрим их для случая, когда усилительным элементом является БТ, включенный по схеме с ОЭ.
Слайд 11

ПОДАЧА СМЕЩЕНИЯ ФИКСИРОВАННЫМ ТОКОМ

ПОДАЧА СМЕЩЕНИЯ ФИКСИРОВАННЫМ ТОКОМ

 

Слайд 12

ПОДАЧА СМЕЩЕНИЯ ФИКСИРОВАННЫМ ТОКОМ

ПОДАЧА СМЕЩЕНИЯ ФИКСИРОВАННЫМ ТОКОМ

 

Слайд 13

ПОДАЧА СМЕЩЕНИЯ ФИКСИРОВАННЫМ ТОКОМ Рис. 1. Подача смещения фиксированным током (а) и напряжением (б). а) б)

ПОДАЧА СМЕЩЕНИЯ ФИКСИРОВАННЫМ ТОКОМ

Рис. 1. Подача смещения фиксированным током (а) и

напряжением (б).

а)

б)

Слайд 14

ПОДАЧА СМЕЩЕНИЯ ФИКСИРОВАННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ (3)

ПОДАЧА СМЕЩЕНИЯ ФИКСИРОВАННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ

 

(3)

Слайд 15

ПОДАЧА СМЕЩЕНИЯ ФИКСИРОВАННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ При расчёте схемы сопротивления R1 и R2

ПОДАЧА СМЕЩЕНИЯ ФИКСИРОВАННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ

При расчёте схемы сопротивления R1 и R2 выбирают

такими, чтобы токи I1 и I2 были в 3÷5 раз больше тока IБ0 .
В этом случае изменения тока базы IБ0 , вызванные дестабилизирующими факторами, не вызывают заметного изменения напряжения смещения UБЭ0 , т.е. от конкретных свойств транзистора.
Однако, такой способ подачи напряжения смещения неэкономичен, так как делитель потребляет значительный ток.
Слайд 16

ПОДАЧА СМЕЩЕНИЯ ФИКСИРОВАННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ Кроме того, резистор R2, будучи подключённым, параллельно

ПОДАЧА СМЕЩЕНИЯ ФИКСИРОВАННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ

Кроме того, резистор R2, будучи подключённым, параллельно входу

транзистора, заметно уменьшает входное сопротивление каскада.
И, наконец, предполагается, что выходное сопротивление источника сигнала в процессе работы остается постоянным.
Если оно не постоянно, то его изменения будут восприниматься усилителем как сигнал.
Слайд 17

ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МНОГОКАСКАДНЫЕ УСИЛИТЕЛИ Интегральные многокаскадные усилители постоянного тока строятся по схемам

ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МНОГОКАСКАДНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

Интегральные многокаскадные усилители постоянного тока строятся по схемам с

непосредственными связями между каскадами (без помощи конденсаторов). При этом на базу каждого каскада поступает не только полезный сигнал, но и возрастающая постоянная составляющая напряжения с коллектора предыдущего каскада. Для устранения указанного явления используются схемы сдвига уровня постоянного напряжения, называемые также трансляторами уровня.
Слайд 18

Схемы сдвига уровня Схемы сдвига должны устранять постоянную составляющую на входе

Схемы сдвига уровня

Схемы сдвига должны устранять постоянную составляющую на входе

очередного каскада и без изменений передать переменную составляющую – сигнал.
Простейшей схемой сдвига уровня является эмиттерный повторитель. Действительно, у него уровень выходного (эмиттерного) потенциала ниже уровня базового потенциала на величину U*, а сигнал передаётся с коэффициентом 1.
Слайд 19

Схемы сдвига уровня

 

Схемы сдвига уровня

Слайд 20

Таким образом, в зависимости от диапазона токов прямые напряжения несколько различаются,

Таким образом, в зависимости от диапазона токов прямые напряжения несколько различаются,

но в пределах диапазона их можно считать постоянными и рассматривать как параметр.
Для него вводится специальные обозначение U*.
Принято при комнатной температуре считать U*=0,7 В в нормальном режиме, а в микрорежиме U*=0,5 В.

Схемы сдвига уровня

Слайд 21

Универсальная схема сдвига уровня напряжения Если нужно понизить уровень на величину

Универсальная схема сдвига уровня напряжения

Если нужно понизить уровень на величину 2U*,

то в эмиттерную цепь повторителя включают прямосмещённый диод. Когда необходимо сместить уровень на величину не кратную U*, то используется универсальная схема сдвига уровня, основанная на использовании ГСТ и показанная на рис.2.

Рис.2. Универсальная схема сдвига уровня напряжения.

Слайд 22

Схемы сдвига уровня

 

Схемы сдвига уровня

Слайд 23

Схемы сдвига уровня

 

Схемы сдвига уровня

Слайд 24

Схемы сдвига уровня

 

Схемы сдвига уровня