Исследование переходных характеристик
В работе исследуются переходные характеристики дифференциального каскада при возбуждении его только одним источником импульсного сигналаV1, который подключен к базе транзистора Q1. База транзистора Q2 соединена с общим проводом. Схема каскада при указанном возбуждении от источника V1приведена на рис.4в. При переходе от схемы рис 4б к схеме рис. 4в также необходимо следить, чтобы номера узлов: 2, 3 5 остались прежними!Изменитезадание для источника импульсного сигнала V1, установив его параметры:
Model Pulse (VERO =0 VONE=100U P1=0 P2=0 P3=(3-5)tУ P4=(3-5)tУ P5=(6-10)tУ ), где tу=0,35/ fВ(гр), fВ(гр)- верхняя граничная частота АЧХ , которая была получена в п 2.б при возбуждении дифференциального каскада одним источником гармонического сигнала. Исследуйте переходные характеристики в узлах 2,3,4 и5 схемы, составив соответствующее задание для анализа.
Рис. 4.в
По графикам переходных функций определите время нарастания фронта импульса на коллекторах транзисторов Q1,Q2 и установите соответствие их с верхними граничными частотами АЧХ п.2б. Поскольку при такой схеме каскад возбуждается как синфазным, так и дифференциальным сигналом источника V1, то уровни выходного сигнала в узлах 2 и 3 будут отличаться. Однако ввиду заметного ослабления синфазной составляющей на выходе каскада такое отличие будет незначительным. Для четкого отделения постоянных напряжений на коллекторах транзисторов Q1,Q2 от приращений напряжений, вызванных входным сигналом источника V1, целесообразно на графиках полученных в процессе исследования нанести метки с использованием опции Vertical Tag Vode. С помощью этой опции удается точнее определить уровень приращений напряжений на коллекторах указанных транзисторов. Проведите копирование полученных графиков переходных процессов с необходимыми комментариями в рабочий файл лабораторной работы №4. Проведите копирование(перемещение) содержимого рабочего фала Word лабораторной работы №4 на дискету, которая будет использоваться при оформлении отчета. Введите в дискету номер варианта выполненной лабораторной работы. По окончании копирования на дискету результатов выполненной работы удалите рабочий файл Word лабораторной работы№4.
Оформление отчета
1. В отчете указывается вариант выполненной лабораторной работы. В отчет должны входить графики исследования АЧХ и переходных процессов в ДК при возбуждении его дифференциальным сигналом двумя противофазными источниками гармонического сигнала, одним источником импульсного сигнала, а также двумя синфазными гармоническими источниками
2. Расчеты коэффициентов передачи напряжения выходной цепи дифференциального каскада с использованием величин малосигнальных параметров транзисторов Q1 иQ2 в стационарной точке и сопоставление их с результатами компьютерного моделирования. При этом сравниваются значения усиления в области средних частот и верхние граничные частоты. Должны быть приведены значения отношения усиления дифференциального сигнала к величине ослабления синфазного сигнала в полосе пропускания дифференциального каскада.
Контрольные вопросы при подготовке к зачету
1.Поясните методику представления дифференциального каскада в виде двух независимо работающих резисторных каскадов: отдельно для дифференциального и синфазного сигналов.
2 Объясните, почему в схеме ДК для синфазного сигнала появляется цепь (четырехполюсник отрицательной обратной связи по току), а в каскаде для дифференциального сигнала такой четырехполюсник обратной связи отсутствует?
3.Почему в функциональной схеме ДК для дифференциального сигнала образуется « виртуальный нуль» между выводами эмиттеров транзисторов Q1 и Q2? и общим проводом съемы?
4.Изобразите четырехполюсник обратной связи в виде схемы с Y-параметрами при введении в каскад параллельной ООС по напряжению. Приведите в ней коэффициент передачи напряжения. Укажите в ней коэффициент передачи βY=IOC/U2OC, а также входную и выходную проводимость такого четырехполюсника. Приведите выражение коэффициента «просачивания» сигнала из входа на выход каскада по четырехполюснику ОС и оцените его влияние по сравнению с прямым прохождением сигнала в каскаде, т.е. из входной в его выходную цепь.
5.Поясните цель введения в дифференциальный каскад схемы токового зеркала (ТЗ). Объясните, почему при возбуждении каскада синфазными сигналами в правом плече ТЗ появляется большая величина дифференциального сопротивления между эмиттерами транзисторов- Q1,Q2 и минусом источника питания V4,-т.е. так называемый генератор стабильного тока (ГСТ)?
6.Поясните, роль резисторa R6, включенного в эмиттерную цепь транзистора Q3. Какой тип отрицательной обратной связи появляется в цепи эмиттера этого транзистора? Почему при возбуждении дифференциального каскада противофазными сигналами последовательная отрицательная обратная связь по току в цепи эмиттера транзистора Q3 исчезает?
7.Поясните роль резисторов R5 и R6 в левом плече токового зеркала. Почему в этом плече. ТЗ отрицательная обратная связь указанного выше типа отсутствует ?
8.Объясните, почему в схеме токового зеркала часто используется диодное включение транзистора Q4?
9.Изобразите схему дифференциального каскада при возбуждении его синфазными сигналами в виде схемы с двумя независимо работающими резисторными каскадами, в каждом из которых присутствует отрицательная обратная связь по току. Укажите элементы принципиальной схемы, которые образуют четырехполюсник указанного вида обратной связи.
10.При возбуждении ДК дифференциальными сигналами изобразите его схему в виде двух независимо работающих резисторных каскадов без отрицательной обратной связи. Объясните возможность такого представления ДК в виде такой схемы.
11.Объясните работу дифференциального каскада при возбуждении его только одним источником сигнала V1.