Работа 4.1

Исследование дифференциальных усилителей на биполярных транзисторах

Цель работы

Исследование характеристик дифференциальных усилителей на биполярных транзисторах.

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему дифференциального усилителя (рис. 4.1.3) и установить значения элементов в соответствии с номером варианта (табл. 4.1.1).


Рис.4.1.3

2. Включить на входе источники дифференциального (V4, V5) и синфазного (V3) сигналов (источники синусоидального напряжения VSIN из библиотеки SOURCE.slb). Установить атрибуты источника синфазного сигнала V3: DC = 0, АC = {AC_CM}, VOFF = 0, VAMPL = {VCM} (рис. 4.1.4). Атрибут FREQ установить в соответствии с номером варианта (табл. 4.1.2): FREQ = f_см. Установить атрибуты источников V4 и V5: DC = 0, АC = {AC_DIF}, VOFF = 0, VAMPL = {VDIF/2} (рис. 4.1.5). Атрибуты FREQ установить в соответствии с номером варианта (табл. 4.1.2): FREQ =f_d



Рис. 4.1.4



Рис. 4.1.5

3. Скопировать моделируемую цепь в отчет
4. Исследование ДУ при действии дифференциального сигнала.
1. Установить атрибут VDIF элемента PARAMETERS в соответствии с номером варианта (табл. 4.1.2): VDIF = U_d, AC_DIF = 1V. Амплитуду источника синфазного сигнала (V3 на рис. 4.1.3) установить равной нулю (атрибуты АC_CM = 0, VCM = 0). Установить временной интервал для режима Transient равным 3Т, где Т – период дифференциального сигнала.
2. В режиме Transient получить и скопировать в отчет графики входного и выходного напряжений, входного тока. Определить коэффициент усиления дифференциального сигнала и входное сопротивление для дифференциальной составляющей.
3. Используя режим DC Sweep построить и скопировать в отчет передаточную характеристику усилителя для дифференциального сигнала. Диапазон изменения входного сигнала от -150 до 150 мВ. По передаточной характеристике определить динамический диапазон для дифференциального  сигнала.
4. С помощью режима AC Sweep построить и скопировать в отчет амплитудно-частотную характеристику усилителя для дифференциального сигнала. По графику АЧХ определить и записать в отчет частоту среза .
5. Исследование дифференциального усилителя при действии синфазного сигнала.
1. Установить амплитуду источника синфазного сигнала в соответствии с номером варианта (атрибуты АC_CM = 1V, VCM = U_см). Установить амплитуду источников дифференциального сигнала V4 и V5 равной нулю (атрибуты VDIF = 0, AC_DIF = 0). Установить временной интервал для режима Transient равным 3Т, где Т – период синфазного сигнала.
2. В режиме Transient получить и скопировать в отчет графики входного и выходного напряжений, входного тока. Определить коэффициент усиления синфазного сигнала и входное сопротивление для синфазной составляющей.
3. Используя режим DC Sweep построить и скопировать в отчет передаточную характеристику усилителя для синфазного сигнала. Диапазон изменения синфазной составляющей от  до +. По графику передаточной характеристики определить динамический диапазон для синфазного сигнала.
4. С помощью режима AC Sweep построить и скопировать в отчет амплитудно-частотную характеристику усилителя для синфазного сигнала
6. Исследование ДУ при действии дифференциального и синфазного  сигналов.
1. По результатам п. 4 и 5 определить коэффициент ослабления синфазной составляющей .
2. Установить амплитуды дифференциальной и синфазной составляющих в соответствии с номером варианта. Включить режим моделирования. Временные диаграммы входного и выходного сигналов скопировать в отчет.
7. Исследование дифференциального усилителя с отражателем тока.
1. Собрать схему ДУ с отражателем тока (рис. 4.1.4). Установить значения элементов в соответствии с номером варианта (табл. 4.1.1).



Рис. 4.1.6

2. Повторить п. 4.1 – 4.4, 5.1. – 5.4, 6.1, 6.2. Результаты моделирования записать в отчет.
8. Сравнить характеристики исследованных схем.
9. (Выполняется по указанию преподавателя) Исследование дифференциального усилителя с активной нагрузкой и отражателем тока в цепи эмиттера.
1. Собрать схему дифференциального усилителя, показанного на рис. 4.1.7. Установить значения элементов в соответствии с номером варианта (табл. 4.1.1).


Рис. 4.1.7

2. Исследовать усилитель при действии дифференциального и синфазного сигналов. Результаты моделирования записать в отчет.
3. Сравнить характеристики исследованных схем. Выводы записать в отчет.

Таблица 4.1.1.