2. Усилитель постоянного тока. Гальваническая межкаскадная связь.

Дрейф нуля.

УПТ – усилители, коэффициент усиления которых не уменьшается при снижении частоты, вплоть до нуля. Такие усилители производят усиление не только по переменной, но и по постоянной составляющей.

Применение: электронные вычислительные устройства, системы автоматического регулирования, радиоизмерительные устройства (электронные вольтметры, осциллографы, стабилизаторы и др.)

Различают два основных типа: усилители прямого действия и с преобразованием.

На входе УПТ – U = доли мВ, I = 10^-15 - 10^-16 А, следовательно необходимы многокаскадные УПТ с гальванической (непосредственной) межкаскадной связью. Для построения многокаскадных УПТ емкостная или трансформаторная связь не может быть использована, так как ни конденсаторы, ни трансформаторы не пропускают постоянный ток. При этом базу транзистора каждого последующего каскада непосредственно соединяют с коллектором предыдущего. Поэтому необходимо согласовывать режимы соседних каскадов по постоянному току.

Д ополнительный источник

постоянного напряжения

включают в цепь

м ежкаскадной связи

Дополнительный источник

постоянного напряжения

включают в цепь эмиттера или

цепь истока

С конструктивной точки зрения первый способ схемного решения менее удачен. УПТ будет громоздким, т.к. необходимы дополнительные источники питания.

Второй способ лучше, т.к. роль дополнительных источников постоянного напряжения может играть резистор R в цепи эмиттера, через который проходит постоянный ток. Величину постоянного тока выбирают такой, чтобы выполнялось условие RI = E.

Принципиальная трудность, возникающая при конструировании УПТ – нестабильность их работы. Даже медленные изменения напряжения источников питания, а также параметров транзисторов и деталей схемы вследствие их старения, колебания окружающей температуры вызывают изменения токов, которые через цепи гальванической связи передаются на выход усилителя и приводят к изменению выходного напряжения. Особенно вредными являются изменения токов в первых каскадах, т.к. они усиливаются последующими.

В результате этого в отсутствии входного сигнала выходное напряжение УПТ колеблется около среднего значения.

Это явление, называемое дрейфом нуля, является вредным, т.к. возникающее выходное напряжение невозможно отличить от полезных сигналов. Дрейф нуля оценивают в единицах напряжения на время (микровольт в час). Напряжение дрейфа определяет чувствительность усилителя. Если напряжение дрейфа и выходной сигнал одного порядка или больше его, то уровень искажений недопустим.

1. Способы уменьшения дрейфа нуля: Стабилизируют источники питания УПТ;

2. Вводят ООС;

3. Применяют мостовые балансные схемы УПТ;

4. Применение УПТ с преобразователем.

Усилители с гальванической связью используются для получения высокого усиления на низких частотах или для усиления сиг­налов постоянного тока. Усилители постоянного тока (УПТ) используются в измерительном и тестирующем оборудовании, в промышленной аппаратуре управления производственными процессами и т.д.

На этой схеме отсутствует конденсатор связи.

Очень часто в схемах УПТ используются транзисторы n—р—n и р—n— p - типов. Цепь такого типа называется комплементарным усилителем.

Ф ункции этой цепи те же, что и в предыдущей схеме УПТ. Разница в том, что транзистор второго каскадаp—п—p -типа. Тран­зистор VT2 перевернут, так что на эмиттер и коллектор напряже­ние смещения подается правильно.