и полагая S яу 1/уб (что обычно выполняется), запишем условие нулевого дрейфа в виде

б/г, 2R +/?

В выражении (14-1) значения б/j- - заданные; по существу заданы также значения Rq. Сопротивление R менять нежелательно, так как оно оказывает влияние на другие важные параметры (см. ниже); кроме того, обычно вьшолняется неравенство 2/?, Rg, что использовано при упрощении правой части (14-1). Следовательно, основным средством компенсации дрейфа является регулировка соотношения сопротивлений Rk. например, с помощью потенциометра R (рис. 14-1).

Нужно иметь в виду, что помимо условия нулевого дрейфа должно выполняться условие нулевого выходного напряжения в отсутствие сигнала: /riRki = == /к /?к2- Вообще говоря, последнее равенство не коррелирует с (14-1), т. е. в схеме ДК необходима еще одна степень свободы (еще одна регулировка). Обычно потенциометр R используется для регулировки нуля напряжения, а для регулировки симметрии используются дополнительные цепи, на которых мы ие останавливаемся *.

Симметрия ДК существенно улучшается, а диапазон входных сигналов увеличивается, если между эмиттерами включить небольшое сопротивление - связку (рис. 14-2). Наличие такой связки 1144] равносильно искусственному увеличению сопротивлений Гд на величину Ro; если Ro >э> то сопротивления эмиттеров делаются линейными и стабильными, а возможное различие в значениях и Гэ2 сглаживается. Увеличение диапазона входных сигналов объясняется тем, что напряжение на эквивалентном эмиттерном переходе (включающем резистор R©) больше, чем на истинном переходе, на величину IRq. Поэтому, если без связки (см. § 10-3) диапазон входных сигналов не превышает 2/36, то при нали-

Рис. 14-2. Варианты стабилизации дифференциального каскада по переменному току.

а - с последовательной связкой; б - с параллельной связкой.

. * При расчете коэффициентов Vei и Ygz следует мысленно разделить на два параллельно включенных сопротивления /?э1= Яэ2- Яэ и отнести каждое из них к соответствующей половине схемы. Что касается сопротивлений Rq, то Они включают в Себя сопротивления баз и сопротивления источников сигнала. Если источник сигнала включен между базами, то его сопротивление следует поделить поровну между обоими входами.

В интегральных ДК внутренние регулировки всякого рода исключены, зато асимметрия плеч оказьшается существенно меньше, чем в дискретной схеме Поэтому регулировка дрейфа (симметрии) отсутствует, а балансировка нуля осуществляется в н е шн е й схемой.

чип связки он расширяется до 2 (Ug + hRo)- Обычно сопротивления /?о составляют несколько сбтен ом (при токах около 1 мА).

В схеме на рис. 14-2, а резисторы /?о можно выполнить в виде потенциометра с движком посередине; тогда его можно одновременно использовать для регулировки дрейфа или нуля наряду или вместо потенциометра R на рис. 14-1.

Заметим, что иногда выходное напряжение в ДК снимают ие между коллекторами, а между эмиттерами. Тогда сопротивление нагрузки оказывается включенным так, как резистор 2Rq на рис. 14-2. б, т. е. оно одновременно выполняет и функцию связки . Тем самым обеспечиваются высокая стабильность схемы И широкий динамический диапазон. Эти свойства объясняются тем, что в данном случае ДК представляет собой балансный (двухтактный) эмиттерный повторитель (сопротивления /?к в такой схеме отсутствуют).

Перейдем к оценке коэффициента усиления ДК в основной схеме (рис. 14-1). Пусть входной сигнал 1/ поступает между базами. Тогда на одном из входов (относительно земли ) будет действовать напряжение + их, а на другом - /2. Соответственно A/j = i= - А/э2, Т. е. сумма эмиттерных токов не изменяется, а значит, не изменяется и потенциал эмиттеров. Отсюда следует, что обратная связь через резистор R отсутствует и коэффициент усиления каждого плеча будет таким же, как в обычном каскаде ОЭ (без резистора R). Его можно рассчитать по формуле (7-4а), если под сопротивлением нагрузки понимать RJ2 (поскольку потенциал средней точки нагрузки не меняется). Очевидно, что коэффициент усиления у ДК намного больше, чем у однотактного каскада, где он ограничен величиной R [см. (13-11)].

Анализ показывает (см. ниже), что если входной сигнал распределяется между плечами не поровну или (в пределе) поступает только на одну из баз, то сделанные выводы относительно отсутствия обратной связи через резистор и соответственно идентичности коэффициентов усиления у ДК и у обычного каскада ОЭ. остаются в силе.

ДК можно соединять друг с другом непосредственно: коллекторы предыдущего каскада с базами следующего (рис. 14-5). При этом, поскольку сопротивления R не оказывают влияния на коэффициент усиления, можно повышать эмиттерные потенциалы каждого следующего каскада простейшим способом - увеличением сопротивлений R без применения дополнительных элементов, свойственных однотактным схемам (см. рис. 13-4). Это еще одно существенное преимущество ДК.

Как правило, 1-й (входной) ДК в многокаскадном усилителе рассчитывают так, чтобы он не нуждался в цепях смещения баз, т. е. начальные базовые потенциалы 1-го ДК равны нулю. Это позволяет работать от заземленных источников сигнала (см. рис. 13-1, в и сноску на с. 429). Из аналогичных соображений последний (выходной) ДК делают с несимметричным выходом, т. е. снимают выходное напряжение между одним из коллекторов и землей. Это позволяет использовать наиболее распространенную заземленную нагрузку. Нередко роль такой нагрузки играет некот торый промежуточный однотактный каскад (см. § 14-6).

14-3. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ-ПАРАМЕТРЫ

При анализе ДК удобно и общепринято разделять входные и выходные сигналы на две составляющие: дифференциальную и синфазную. Последнюю называют также средним уровнем или просто уровнем

Эти две составляющие выражаются через приращения входных и выходных потенциалов с помощью следующих определений:

г7вх.у = 4-(Аг7б1 + Агб2); в,д = Дг7б1-Аг7б2; (14-2а)

вы..у = (Аг7к1 + Ак2); вых.л = Дк1-Ак2. (14-26)

Обратные соотношения имеют вид:

Аб1 = г7в..у + г7 .,; Дг7б2 = в..;-4--. ; (14-За)

Д6к1 = /7вых.у + увых.д; Дк2 = вых.у-увых.д- (14-36)

Связь между выходными и входными сигналами ДК выражается системой двух уравнений:

и вых. у Ку. у/7вх. у -f /Су. двх. д; (14-4а)

вык.д = /Сл.у;7вх.у + /Сд.дг7в..д, (14-46)

где /Су.у, /Сд.д - коэффициенты передачи соответствующих-

составляющих со входа на выход.

В идеальном (абсолютно симметричном) ДК соблюдается условие /<у.д = /Сд.у = О, т. е. передачи синфазной и дифференциальной составляющих осуществляются независимо друг от друга. Собственно в этом и состоит удобство разделения сигналов на указанные составляющие. Рассмотрим параметры идеального ДК.

1) Если подать на входы ДК одинаковые по величине, но разные по полярности напряжения, то согласно (14-2а) синфазная составляющая на входе будет отсутствовать: /У.у == 0. Поскольку /Су д = О, то будет отсутствовать и синфазная составляющая на ъы-ходе [см. (14-4а)]. Следовательно, в данном случае на выходе будет только усиленная дифференциальная составляющая входного сигнала:

ВЬ,Х.Д = /Сд.д/вх.Д. (14-5)

Дифференциальный коэффициент усиления Кд.д (обычно индексы опускают) является одним из основных параметров ДК. Естест-

Термин уровень менее распространен, но индекс у более удобен, чем с (синфазный), который можно спутать, например, с обозначением для стока . Поэтому ниже для синфазных составляющих используется индекс у , а для дифференциальных - д .