Усилители постоянного тока. Дрейф нуля. Реализация усилителей постоянного тока на дифференциальных каскадах.

Усилители постоянного тока (УПТ) предназначены для уси­ления медленно изменяющихся во времени сигналов. Амплитуд­но-частотная характеристика УПТ изображена на рис. 10.31. Связь источника сигнала со входом усилителя и междукаскадные связи не могут быть осуществлены в УПТ с помощью реактивных элементов — конденсаторов и трансформато­ров, а имеют гальваническую связь. Гальванической называют связь, осуществляемую с по- мощью элементов, обладающих проводи­мостью как на переменном, так и на постоянном токе. Элементами гальванической связи могут быть резисторы, диоды, проводники. Если используются проводники, то гальваническую связь называют непосредственной, Способность УПТ усиливать медленно из-

меняющиеся сигналы приводит к тому, что изменения температуры, питающих напряжений и другие медленно изменяющиеся факторы вызывают изменения выходного напряжения.

Дрейф нуля. Самопроизвольное изменение выходного напряжения УПТ при неизмен­ном напряжении входного сигнала называется дрейфом нуля уси­лителя. Напряжение дрейфа, суммируясь с полезным сигналом на выходе усилителя, приводит к ошибкам в работе исполнитель­ных устройств. Напряжение дрейфа нуля, измеренное на выходах различных усилителей, различно. Оно определяется величиной напряжения дрейфа нуля каждого каскада и коэффициентами усиления каскадов. Различают также абсолютный дрейф нуля на выходе усилителя и дрейф, приведенный ко входу усилителя. Аб­солютный дрейф нуля представляет собой максимальное измене­ние выходного напряжения Uвых_дрпри короткозамкнутом входеза определенный промежуток времени.

Особенностью УПТ является трудность обеспечения пара­метров режима покоя каскадов. Они рассчитываются с учетом элементов, относящихся к выходной цепи предыдущего каскада и входной цепи последующего каскада. При выборе схемы каскада особое внимание уделяется обеспечению стабильности параметров режима покоя в отношении влияния всех дестабилизирующих факторов: изменение температуры; изменение напряжения ис­точников питания; изменение параметров окружающей среды (давление, влажность); старение элементов и др.

Основными способами уменьшения дрейфа нуля являются: применение глубоких отрицательных обратных связей; использо­вание термокомпенсирующих элементов (резисторов, диодов, транзисторов); преобразование постоянного тока в переменный с последующим его преобразованием в постоянный; применение балансных (мостовых) схем и др.

Принципиальная схема УПТ приведена на рис. 10.32. Уси­лители постоянного тока обычно бывают многокаскадными, так как в одном каскаде трудно получить необходимое усиление из-за глубокой отрицательной обратной связи. В многокаскадных уси­лителях удается уменьшить величину приведенного дрейфа. Осо­бенностью усилителя постоянного тока является то, что выводы коллектора и базы транзисторов соседних каскадов соединены непосредственно. Резисторы, включенные в цепь эмиттера каждо­го каскада, обеспечивают внутрикаскадные отрицательные обрат­ные связи по току, кроме того, предназначены для создания не­обходимого напряжения Е_бэо в режиме покоя. Этим достигается повышение положительного потенциала на эмиттере каждого транзистора за счет протекания тока эмиттера через R₃.