LUCRAREA NR. 2 STUDIUL AMPLIFICATORULUI DIFERENŢIAL

Size: px

Start display at page:

Download "LUCRAREA NR. 2 STUDIUL AMPLIFICATORULUI DIFERENŢIAL"

Paul Wilkins
5 years ago
Views:

1 LUCRRE NR. STUDIUL MPLIFICTORULUI DIFERENŢIL 1. Scopl lcrării În această lcrare se stdiază amplificatorl diferenţial realizat c tranzistoare bipolare, în care generatorl de crent constant este o srsă de crent simplă. Se determină pe baza rezltatelor experimentale o serie de caracteristici şi parametri de performanţă ale acestia.. mplificatorl diferenţial mplificatoarele diferenţiale a o serie ce avantaje, cm ar fi: posibilitatea de conectare directă în cascadă, fără a se introdce decalaj în crent contin, o rejecţie foarte bnă a semnalelor de mod comn, derivă termică foarte mică, pot fi şor integrate datorită împerechierii şi cplajli termic al tranzistoarelor monolitice. Din aceste motive amplificatoarele diferenţiale snt tilizate pe scară largă ca etaje de intrare în circitele integrate analogice. mplificatorl diferenţial este alcătit din doă etaje de amplificare în montaj emitor comn, cplate în emitor prin intermedil ni generator de crent constant. Schema clasică a ni etaj de amplificare diferenţial simetric realizat c tranzistoare bipolare este prezentată în figra 1. Fig. 1. Schema clasică a ni amplificator diferenţial simetric c tranzistoare bipolare.

2 mplificatorl diferenţial ideal amplifică tensinea de intrare diferenţială ( i1 i ), tensinea de intrare de mod comn ( i1 + i ) nefiind amplificată. mplificatorl diferenţial este caracterizat prin rmătoarele mărimi: tensinea de mod diferenţial de la intrare id i1 i (1) tensinea de mod comn de la intrare ic i + 1 i () tensinea de mod diferenţial de la ieşire o od 1 o (3) tensinea de mod comn de la ieşire oc + o1 o (4) Tensinilor ni amplificator diferenţial le corespnd amplificările: amplificarea de mod diferenţial dd od id (5) amplificarea de mod comn cc oc ic (6) amplificarea de la modl comn la modl diferenţial od dc ic id 0 (7) amplificarea de la modl diferenţial la modl comn oc cd id ic 0 (8)

3 Un amplificator diferenţial este c atât mai performant c cât cc şi cd snt de valori mai mici. stfel, performanţele ni amplificator diferenţial pot fi determinate pe baza parametrilor (factorilor) de merit: factor de discriminare F dd cc (9) raport de rejecţie al modli comn ( Common Mode Rejection Ratio CMRR) CMRR dd dc (10) F şi CMRR se exprimă, de reglă, în decibeli. C cât parametrii F şi CMRR snt mai mari c atât amplificatorl diferenţial este mai performant. Factorl de discriminare al ni amplificator diferenţial arată capacitatea acestia de a separa efectl til al tensinii de mod diferenţial de la intrare de efectl pertrbator al tensinii de mod comn de la intrare. Raportl de rejecţie al modli comn al ni amplificator diferenţial arată capacitatea acestia de a separa tensinile diferenţiale de la ieşire datorate tensinilor diferenţiale de la intrare de cele datorate tensinilor de mod comn de la intrare. În cazl ni amplificator diferenţial real, CMRR poate fi mărit prin: - simetrizarea cât mai bnă a schemei (Δβ 0 şi ΔR c 0); - tilizarea nor tranzistoare c β cât mai mare; - mărirea rezistnţei R c, care se realizează prin înlocirea acesteia c o srsă de crent (folosită ca sarcină activă). Tensinea de mod diferenţial de la ieşire este: od α 0 I 0 R c tanh id UT, (11) în care U T este tensinea termică, U T kt /q ( 6 mv pentr T 300 K). Relaţia de mai ss reprezintă caracteristica de transfer od f( id ) a ni amplificator diferenţial. În figra se reprezintă grafic caracteristica de transfer a ni amplificator diferenţial. mplificatorl diferenţial se comportă aproximativ liniar pentr valori ( i1 i ) mai mici decât aproximativ 50 mv pentr U T 6 mv.

4 Fig.. Caracteristica de transfer a ni amplificator diferenţial. În cazl ni amplificator diferenţial ideal (perfect simetric) amplificările pot fi aproximate prin: cc r π dd βrc g m R c, r (1) π βrc g mrc + βre 1+ g mre dc 0, cc R c R E, (13) (14) 0, (15) cd I c β în care: g m şi rπ, nde I c este valoarea crentli de colector în pnctl static de UT g m fnţionare, iar R E este rezistenţa generatorli de crent I o. Dacă generatorl de crent este o srsa de crent simplă, atnci rezistenţa R E poate fi aproximată prin: R E r o 1 ηg m V I o, (16) în care V este tensinea Early, iar I o este crentl generat de srsă. Pe baza expresiilor de mai ss rezltă: RE F 1+ β 1+ g mre F g m R E r (17) π şi

5 CMRR (18) 3. Desfăşrarea lcrării Generatorl de crent al amplificatorli diferenţial este o srsa de crent simplă realizată c ajtorl a doă tranzistoare npn. Toate tranzistoarele snt din cadrl circitli integrat C 3086 (T 1 şi T snt cele doă tranzistoare din cadrl C 3086 c emitoarele legate împrenă). Pentr a obţine semnall de mod diferenţial de la intrare se conectează baza li T la masă şi se aplică semnal în baza tranzistorli T 1 (v. figra 3(a)). Pentr a obţine semnall de mod comn de la intrare acelaşi semnal se aplică în bazele ambelor tranzistoare (v. figra 3(b)). (a) (b) Fig. 3. Schemele folosite pentr stdil amplificatorli diferenţial c semnal de intrare: (a) de mod diferenţial şi (b) de mod comn. Se efectează rmătoarele: a) Se calclează valorile teoretice ale amplificărilor dd, cc, dc şi cd pe baza formlelor (1)-(15) şi ale parametrilor F şi CMRR pe baza formlelor (17) şi (18). b) Se aplică ca semnal de mod diferenţial de intrare n semnal sinsoidal de frecvenţă 1 khz şi amplitdine 30 mv. Semnalele de ieşire o1 şi o se aplică la canall 1 (CH1) şi la canall (CH) ale ni osciloscop nmeric c doă canale. Se determină amplitdinea semnalli de mod diferenţial de intrare până la care semnalele de ieşire n snt distorsionate. Se compară această valoare c tensinea U T 6 mv.

6 c) Se stabileşte amplitdinea semnalli de mod diferenţial de la intrare la valoarea de 30 mv. Se vizalizează şi se trasează grafic formele de ndă ale semnalelor o1 şi o şi se determină amplitdinile acestora. d) Se vizalizează şi se trasează grafic forma de ndă a tensinii de mod diferenţial de la ieşire. Se determină amplitdinea acestei tensini şi se calclează dd c formla (5). Valoarea calclată se trece în tabell 1. e) Se vizalizează tensinea de mod comn de la ieşire. Se determină amplitdinea tensinii obţinte şi se calclează cd c formla (8). Valoarea calclată se trece în tabell 1. f) Se aplică ca semnal de mod comn de intrare n semnal sinsoidal de frecvenţă 1 khz şi amplitdine V. Semnalele de ieşire o1 şi o se aplică celor doă canale ale osciloscopli. Se trasează grafic formele semnalelor o1 şi o şi se determină amplitdinile acestora. g) Se vizalizează şi se trasează grafic forma de ndă a tensinii de mod comn de la ieşire. Se determină amplitdinea tensinii obţinte şi se calclează cc c formla (6). Valoarea obţintă se trece în tabell 1. h) Se vizalizează tensinea de mod diferenţial de ieşire. Se determină amplitdinea acestei tensini şi se calclează dc c formla (7). Valoarea obţintă se trece în tabell 1. i) Se calclează pe baza amplificărilor obţinte în rma rezltatelor experimentale parametrii F şi CMRR ai amplificatorli folosind formlele (9) şi (10). Valorile obţinte se trec în tabell 1. Tabell 1. Rezltatele teoretice şi experimentale obţinte. dd cc dc cd F [db] CMRR [db] teor. exp. teor. exp. teor. exp. teor. exp. teor. exp. teor. exp. Întrebări: 1. Care snt amplificările care caracterizează n amplificator diferenţial?. Cm poate fi mărit factorl de merit CMRR? 3. Să se dedcă relaţiile (17) - ().

VISUAL FOX PRO VIDEOFORMATE ŞI RAPOARTE. Se deschide proiectul Documents->Forms->Form Wizard->One-to-many Form Wizard

VISUAL FOX PRO VIDEOFORMATE ŞI RAPOARTE Fie tabele: create table emitenti(; simbol char(10),; denumire char(32) not null,; cf char(8) not null,; data_l date,; activ logical,; piata char(12),; cap_soc number(10),;