1 T V(№ узла, к которому подключена база VT1)
2 T V(№ узла, к которому подключен коллектор VT1)-V(№ узла, к которому подключен коллектор VT2)
Далее, следует закрыть появившееся пустое окно, затем нажать кнопку «Node Voltages», в результате чего во всех узлах схемы появятся значения постоянных напряжений, определяющих режим работы транзисторного каскада. Проконтролировать напряжение на коллекторах VT1 и VT2, которое должно быть равно примерно 0,5Еп (тем самым обеспечивается линейный режим работы транзисторов), в противном случае этого следует добиться, варьируя номиналы сопротивлений делителя напряжения в цепи базы VT3 и повторяя п.5 заново. Зафиксировать полученное напряжение на коллекторах VT1 и VT2.
6. Произвести расчёт осциллограммы выходного напряжения, воспользовавшись меню Analysis ® Transient Analysis, при этом необходимо указать следующие параметры:
Time Range 10m,0 Run Options Normal
Max. Time Step 0.001m State Variables Zero
Number of Points 0 Ú Operating Point
Temperature 20 Operating Point Only
Ú Auto Scale Ranges
P X Expression Y Expression
1 T V(№ узла, к которому подключена база VT1)
2 T V(№ узла, к которому подключен коллектор VT1)-V(№ узла, к которому подключен коллектор VT2)
7. Определить амплитуды входного и выходного сигналов, рассчитать реальный коэффициент усиления схемы для дифференциального сигнала Кд.
8. Произвести расчет АЧХ схемы (в логарифмическом масштабе), воспользовавшись меню: Analysis ® AC Analysis, при этом необходимо указать следующие параметры:
Frequency Range 100Meg,0.0001 Run Options Normal
Number of Points 100 State Variables Zero
Temperature 20 Frequency Step Auto
Max. Change % 5
Noise Input None Ú Auto Scale Ranges
Noise Output None
P X Expression Y Expression
1 F db(V(№ узла, к которому подключен коллектор VT1)-V(№ узла, к которому подключен коллектор VT2)
9. Определить верхнюю границу полосы пропускания усилителя по уровню –3 дБ.
10. Проделать пп. 5 – 9 при условии работы схемы при температурах окружающей среды -30°С и +70°С (значение температуры указывается при моделировании в строке «Temperature »), причём при выполнении п.5 номиналы сопротивлений делителя R1д и R2д в цепи базы транзистора VT3 изменять не нужно. По результатам проанализировать, как изменяются в температуре режим работы схемы по постоянному току и АЧХ, сделать выводы..
11. Установить температуру окружающей среды 20°С. Подать на вход дифференциального усилителя синфазный сигнал, для чего в схему необходимо установить ещё один источник ЭДС, подключив его к базе транзистора VT2. Тип источника выбирается из меню:
Component ® Analog Primitives ® Waveform Sources ® Sine source ® 60Hz
12. Установить следующие параметры моделей двух источников ЭДС, подключенных к базам VT1 и VT2: F=1000 A=10 DC=0 PH=0 RS=1m RP=0 TAU=0
13. Увеличить номинал сопротивления Rк, подключенного к базе VT1 на 1%, а номинал сопротивления Rк, подключенного к базе VT2 уменьшить на 1%. (Это приведёт к незначительному нарушению симметрии схемы, что необходимо для получения приемлемого результата расчёта в режиме синфазного сигнала).
14. Проделать действия, описанные в п.6, получить осциллограммы входного и выходного сигналов в режиме синфазного сигнала.
15. Определить амплитуды входного и выходного сигналов, рассчитать реальный коэффициент усиления схемы для синфазного сигнала Ксф.
16. Определить коэффициент ослабления синфазного сигнала (4) при температуре 20°С.
Содержание отчёта
1. Титульный лист с названием работы и указанием фамилий.
2. Цель работы
3. Расчёт номиналов элементов исследуемой схемы.
4. Электрическая схема исследуемого усилителя с указанием номиналов элементов и напряжений постоянного тока в узлах для температур -30°С, 20°С и 70°С.
5. Осциллограммы входного и выходного напряжения в режиме дифференциального сигнала с указанием амплитуд сигналов для температур -30°С, 20°С и 70°С.
6. Значение реально получившегося коэффициента усиления схемы в режиме дифференциального сигнала для температур -30°С, 20°С и 70°С.
7. Графики АЧХ и ФЧХ исследуемой схемы в режиме дифференциального сигнала для температур -30°С, 20°С и 70°С.
8. Верхняя граница полосы пропускания усилителя в режиме дифференциального сигнала по уровню –3дБ для температур -30°С, 20°С и 70°С.
9. Осциллограммы входного и выходного напряжения в режиме синфазного сигнала с указанием амплитуд сигналов для температуры 20°С.
10. Значение реально получившегося коэффициента усиления схемы в режиме синфазного сигнала для температуры 20°С.
11. Значение коэффициента ослабления синфазного сигнала при температуре 20°С.
Контрольные вопросы
1. Дать определение термина «дифференциальный усилитель».
2. Пояснить работу ДУ в режиме покоя.
3. Каким образом осуществляется стабилизация рабочей точки схемы ДУ в температуре?
4. Пояснить работу ДУ в режиме усиления дифференциального сигнала.
5. Чему равен коэффициент усиления схемы режиме дифференциального сигнала?
6. Пояснить работу ДУ в режиме усиления синфазного сигнала.
7. Дать определение термина «коэффициент ослабления синфазного сигнала»
8. Для чего в схеме ДУ, изображённого на рис. 1 применяются сопротивления R`э?
9. Изобразить практическую схему несимметричного ДУ.