Диференциален усилвател


В постояннотоковите усилватели се проявява ,,дрейф на нулата'',който представлява поява на напрежение в изхода на усилвателя, когато е подадено захранващо напрежение, но няма сигнал за усилване.Дължи се на галваничната връзка на елементите, промяна на захранващото напрежение, изменение параметрите на елементите вследствие стареене и др

Начините за намаляване или премахване на '' дрейфа на нулата '' са различни, като най-често се използват подходящи схемни решения.

Диференциалният усилвател (ДУ) е постояннотоков усилвател,изпълнен по мостова схема. Двете рамена на мостовата схема трябва да бъдат симетричниза да няма ,,дрейф на нулата", въпреки галваничната връзка между усилвателните елементи.

На фигурата по-долу е показана принципната електрическа схема на ДУ,изпълнен с два еднакви по параметри транзистора Т1 и Т2 и еднакви съпротивлениа в колекторните вериги R1 и R2. Захранването на схемата е двуполярно .

Alternative content

Get Adobe Flash player

Включеният в емитера генератор на ток е изпълнен с транзистора Т3 и резисторите R3 и R4 и осигурява постоянен ток за двете рамена на ДУ. Вътрешното съпротивление пна генератора е голямо и повишава входното съпротивление на усилвателя. На двата входа на ДУ се подават еднакви по амплитуда сигнали за усилване U1=U2 с различна полярност.Усиленият сигнал се получава върху товара Rt ,включен между колекторите на транзисторите.При отсъствие на входен сигнал/ U1=U2=0/ и включено захранване към схемата, двата транзистора са еднакво отпушени и през тях протичат еднакви токове.Върху резисторите R1 и R2 се получават еднакви падове на напрежетние Uизх=Uизх2 и изходно напрежение върху товара няма -URT = Uизх-Uизх2= 0.

Източникът на сигнала подава противофазни сигнали на входовете на услвателя.Примерно U е полложително напрежение, а U2 е отрицателно.Първият транзистор Т1 се отпушва, колекторният му ток нараства и напрежението върху резистора R1 нараства.В същото време колекторният ток на Т2 намалява и напрежението върху резистора R2 намалява. На изхода на усилвателя се получава усилен сигнал u URТ=/Uизх2-Uизх1/ с положителна полярност в т.1 и отрицателна полярност в т.2.

Предимства на ДУ:

  • усилва полезния /противофазен/ входен сигнал
  • не усилва случаен / синфазен/ входен сигнал
  • няма дрейф на нулата
  • има голямо входно съпротивление
  • температурната стабилност е добра
  • нестабилноста на захранващото напрежение влияе слабо на работата на усилвателя

Предимствата на ДУ определят приложението му в самостоятелна интегрална схема / ИС/ и по-често като входно и усилвателно стъпало в аналогова ИС.