of 22 /22
 Universitatea Politehnica din Bucure sti Facultatea de Electronic a Telecomunicatii si Tehnologia Informatiei CIRCUITE ELECTRONICE  ÎNDRUMAR DE LABORAT OR Bucuresti, 2010

amplificator diferential

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: amplificator diferential

7/21/2019 amplificator diferential

http://slidepdf.com/reader/full/amplificator-diferential 1/22

Universitatea Politehnica din BucurestiFacultatea de Electronica Telecomunicatii si Tehnologia Informatiei

CIRCUITE ELECTRONICE

 ÎNDRUMAR DE LABORATOR

Bucuresti, 2010

Page 2: amplificator diferential

7/21/2019 amplificator diferential

http://slidepdf.com/reader/full/amplificator-diferential 2/22

Circuite Electronice - Îndrumar de laborator2

LUCRAREA I-Modulu l MCM5/EV  

CUPRINS

CAP. I01: INTRODUCERE 

CAP. I02: PARAMETRII AMPLIFICATORULUI DIFERENTIAL

CAP. I03: ANALIZA TEORETICA A AMPLIFICATORULUI DIFERENTIAL

CAP. I04: DETERMINARI EXPERIMENTALE

CAP. I05: INTREBARI SI EXERCITII REFERITOARE LA

FUNCTIONAREA AMPLIFICATORULUI DIFERENTIAL

Page 3: amplificator diferential

7/21/2019 amplificator diferential

http://slidepdf.com/reader/full/amplificator-diferential 3/22

 Lucrarea I-Modulul MCM5/EV 3

INSTRUC T  IUNI DE UTILIZARE  

q  Pentru utilizarea modulului MCM5-EV cititi si mentineti la îndemâna acest manual.

q  La dezambalarea modulului sau la începerea lucr arii puneti toate accesoriile în ordinepentru a nu le pierde si verificati integritatea acestuia. Faceti un control vizual pentru ava asigura ca nu sunt stricaciuni vizibile.

q   Înainte de conectarea modulului la tensiunea de alimentare de +/-12V, verificati ca puterea estimata corespunde cu puterea sursei de alimentare.

q   Înainte de alimentarea modulului verificati daca, cablurile de alimentare sunt corect

conectate la sursa de alimentare.

q   Acest modul trebuie utilizat numai conform scopului pentru care a fost conceputrespectiv pentru educatie si trebuie utilizat numai sub directa supervizare apersonalului specializat.

q  Orice alta  utilizare nu este corecta  si poate fi periculoasa. Utilizarea improprie,defectuasa sau nerationala a modulului poate conduce la defecte iremediabile.

Page 4: amplificator diferential

7/21/2019 amplificator diferential

http://slidepdf.com/reader/full/amplificator-diferential 4/22

Circuite Electronice - Îndrumar de laborator4

AMPLIFICATORUL DIFERENTIAL

CAPITOLUL I01 

INTRODUCERE

 Amplificatorul diferential (AD) este blocul de intrare în multe circuite integrate

analogice: amplificatoare operationale, comparatoare, convertoare, multiplicatoare analogice,

etc.

 AD are 2 intrari si amplifica diferenta semnalelor de pe intrari. Cu alte cuvinte semnalul

de iesire al AD este proportional cu diferenta dintre cele doua intrari constanta de

proportionalitate fiind chiar amplificarea diferentiala. Se explica astfel denumirea de

amplificator diferential.

Simbolul utilizat pentru AD este acelasi ca si pentru amplificatorul operational si este

prezentat în fig. 1.

Fig. 1 Amplificatorul diferential – simbol. 

Cele doua intrari ale AD sunt astfel individualizate:

Ø  IN1 – intrarea neinversoare, simbolizata cu “+”; Ø  IN2  – intrarea inversoare, simbolizata cu “-“. 

 AD poate avea o iesire (vezi fig. 1) sau doua iesiri. Poate fi utilizat atât ca amplificator

de curent continuu cât si ca amplificator de curent alternativ.

CAPITOLUL I02 

PARAMETRII AD

 În fig. 2. este reprezentat circuitul de intrare pentru un AD. +iv  Si −iv sunt semnalele

aplicate pe cele doua intrari, iar +ii  si −

ii  curentii de intrare. Atât tensiunile cât si curentii au

câte o parte comuna ( civ , , respectiv cii , ) si alta care îi diferentiaza ( d iv , , respectiv d ii , )

evidentiate în figura. Prin aplicarea teoremelor Kirchkoff rezulta:

2

vvv d  ,i

c ,ii   +=+  

Page 5: amplificator diferential

7/21/2019 amplificator diferential

http://slidepdf.com/reader/full/amplificator-diferential 5/22

 Lucrarea I-Modulul MCM5/EV 5

2

vvv d  ,i

c ,ii   −=−  

d  ,ic ,ii iii   +=+  

d  ,ic ,ii iii   −=−  

Fig. 2 Circuitul echivalent de intrare pentru un AD.

Din relatiile de mai sus se obtin dupa calcule elementare expresiile pentru:

Ø  tensiunea diferentiala de intrare;

Ø  curentul diferential de intrare;

Ø  tensiunea de mod comun la intrare;

Ø  curentul de mod comun la intrare.

−+ −= iid  ,i vvv   (1)

2

vvv ii

c ,i

−+ +=   (2)

2

iii ii

d  ,i

−+ −=   (3)

2

iii ii

c ,i

−+ +=   (4)

O excitatie pura de mod diferential înseamna c ,iv =0   Si c ,ii =0 . În acest caz, circuitul de

intrare se simplifica, ca în fig. 3.

Fig. 3 Circuitul echivalent de intrare pentru un AD cu excitatie pura de mod diferential.

Pe circuit se deduce:

Page 6: amplificator diferential

7/21/2019 amplificator diferential

http://slidepdf.com/reader/full/amplificator-diferential 6/22

Circuite Electronice - Îndrumar de laborator6

d  ,iii vvv   =−=   −+  

d  ,iii iii   ==   −+  

si rezistenta de intrare pe mod diferential:

d  ,i

d  ,i

d  ,i i

v

 R   =   (5)

Circuitul de intrare la o functionare pura pe mod comun (când d  ,iv =0, d  ,ii =0 ) este dat în

fig. 4. În aceasta situatie:

c ,iii vvv   ==   −+  

c ,iii iii   ==   −+  

si c ,i R este rezistenta de intrare pe mod comun:

c ,i

c ,ic ,i i

v R   =   (6)

Fig. 4 Circuitul echivalent de intrare pentru un AD cu excitatie pura de mod comun.

Similar, pentru un AD cu 2 iesiri, se definesc:

Ø  Tensiunea de iesire diferentiala

−+ −= ood  ,o vvv  

Ø  Tensiunea de iesire de mod comun

( ) _ ooc ,o vv21v   +⋅=   +  

Câstigul în tensiune al AD înseamna:

Ø  amp lif icarea diferenti ala

d  ,i

d  ,od  ,v v

v A   =   (7)

Ø  ampl i f icarea de mod comu n

Page 7: amplificator diferential

7/21/2019 amplificator diferential

http://slidepdf.com/reader/full/amplificator-diferential 7/22

 Lucrarea I-Modulul MCM5/EV 7

c ,i

c ,oc ,v v

v A   =   (8)

 AD este sensibil la diferenta semnalelor aplicate pe intrari ( d  ,iv ) si rejecteaza partea

comuna a semnalelor ( c ,iv ). De aceea, în general, d  ,v A  are valori ridicate, iar 1 A c ,v   < .

Performantele amplificatorului sunt date de factorul de rejectie al modului comun,

definit prin relatia:

c ,v

d  ,v

 A

 ACMRR =   (9)

 Amplificatorul diferential poate avea o singur a ieSire (ieSire nesimetrica). În acest caz,

 în relatiile de mai sus, tensiunea de iesire ( ov ) substituie d ov ,  si cov , . În situatia în care AD are

doua iesiri , acesta se mai numeste si cu iesire simetrica. 

CAPITOLUL I03 

ANALIZA TEORETICA A AD

Pentru analiza teoretica a AD se utilizeaza schema din fig. 5. Analiza are ca scop

evaluarea caracteristicii de transfer în curent continuu, amplificarea de tensiune si rezistenta

de intrare pe mod diferential si respectiv mod comun pentru AD cu doua  iesiri (fig. 5). Se

neglijeaza efectul rezistentelor de baza si iesire ( 0r b  = , ∞=or  ) ale tranzistoarelor, presupuseidentice si functionând în RAN.

Fig. 5 Amplificatorul diferential cu iesire simetrica.

Pe ochiul ce contine sursele de tensiune +iv Si −

iv Si jonctiunile BE ale celor doua

tranzistoare se poate scrie:

−+ −==− ii D , I 2 BE 1 BE  vvvvv  

 I ii 2C 1C    =+  

Page 8: amplificator diferential

7/21/2019 amplificator diferential

http://slidepdf.com/reader/full/amplificator-diferential 8/22

Circuite Electronice - Îndrumar de laborator8

Ecuatiile ce dau dependenta curentului de colector de tensiunea  BE v   (daca se

neglijeaza efectul Early) sunt:

 )V 

vexp(  I i

th

1 BE S 1C    ⋅=  

 )V vexp(  I i

th

2 BE S 2C    ⋅=  

Din ecuatiile de mai sus se deduce:

 )V 

vexp( 1

 I i

th

 D , I 1C 

−+=   (10)

 )V 

vexp( 1

 I i

th

 D , I 2C 

+=   (11)

 În fig. 6 se prezinta dependenta curentilor de colector de tensiunea diferentiala de

intrare. Etajul AD amplifica în domeniul în care 1C i si 2C i  variaza cu  D I v , . Din ecuatiile (10) Si

(11) se deduce ca acest domeniu este restrâns la mV 100V 4v th D , I    ≅< , domeniu în care

ambii curenti nu au valori neglijabile.

Fig. 6 Dependenta curentilor de colector de tensiunea diferentiala de intrare.

Pentru th D , I  V 4v   > ,  I i 1C   =  iar Q2  este blocat ( 0i 2C    = ). Daca th D , I  V 4v   −< , rezulta 0i 1C   =  

si  I i 2C    = = constant.

Tensiunea diferentiala de ieSire are expresia (vezi fig. 5):

Page 9: amplificator diferential

7/21/2019 amplificator diferential

http://slidepdf.com/reader/full/amplificator-diferential 9/22

 Lucrarea I-Modulul MCM5/EV 9

 )ii(  R )i RV ( i RV vvv 2C 1C C 2C C CC 1C C CC OO D ,O   −⋅−=⋅−−⋅−=−=   −+  

Folosind ecuatiile (10) Si (11) rezulta:

 )V 2

v( th I  Rv

th

 D , I C  D ,O   −⋅⋅=   (12)

Extinderea acestui domeniu se realizeaza prin adaugarea unor rezistente suplimentare

 în emitoare. Schema din fig. 5 se modifica ca în fig. 7.

Fig. 7 Amplificatorul diferential cu iesire simetrica si extindere a domeniului de tensiuni de

intrare. 

 În fig. 8 este reprezentata dependenta tensiunii  D ,Ov  de  D , I v . Tensiunea diferentiala de

ieSire variaza numai daca th D , I  V 4v   ≤ .

Fig. 8 Dependenta tensiunii  D ,Ov  de  D , I v .

Când unul din tranzistoare (Q1 sau Q2 ) este blocat (ce corespunde la th D , I  V 4v   > )  D ,Ov  

este limitat la valoarea (  I  RC  ⋅ ) sau, respectiv (  I  RC  ⋅− ). Ecuatia (12) evidentiaza neliniaritatea

caracteristicii de transfer.

Page 10: amplificator diferential

7/21/2019 amplificator diferential

http://slidepdf.com/reader/full/amplificator-diferential 10/22

Circuite Electronice - Îndrumar de laborator10

Daca2

V v th

 D , I    << , Q1  Si Q2   lucreaza la semnal mic si ecuatiile (10), (11) si (12) se

liniarizeaza. Rezulta:

2

v g 

2

 I 

2

v

V 2

 I 

2

 I i  D , I 

m D , I 

th

1C    ⋅+=⋅+≅  

2

v g 

2

 I 

2

v

V 2

 I 

2

 I i  D , I 

m D , I 

th2C    ⋅−=⋅−≅  

 D , I C m D ,O v R g v   ⋅⋅−=  

unde, thm V 2 I  g   =  este panta tranzistoarelor la semnal mic.

Schema de regim dinamic a AD din fig. 5 este reprezentata  în fig. 9. Pe o intrare se

aplica semnalul 2 / v d  ,i   iar pe cealalta intrare 2 / v d  ,i− ceea ce înseamna excitatie pura de

mod diferential. Tranzistoarele sunt identice si din motive de simetrie rezulta:

2be1be vv   −=  

Cum din fig. 9 se obtine 2be1bed  ,i vvv   −=  rezulta:

2

vvv d  ,i

2be1be   =−=  

Relatia de mai sus demonstreaza ca emitoarele tranzistoarelor sunt virtual  la masa în

functionarea pe mod diferential. Altfel spus tranzistoarele se comporta ca etaje EC separate.

Ca urmare,

2

v g v g i d  ,i

m1be1m1c   ⋅=⋅=  

2

v g v g i d  ,i

m2be2m2c   ⋅−=⋅=  

deoarece tranzistoarele au aceeasi panta.

Fig. 9 Schema de regim dinamic a AD cu ieSire simetrica.

Page 11: amplificator diferential

7/21/2019 amplificator diferential

http://slidepdf.com/reader/full/amplificator-diferential 11/22

 Lucrarea I-Modulul MCM5/EV 11

Pe circuitul din fig. 9 pentru tensiunea de iesire se obtine:

( ) ( ) ( ) d  ,iC  LmC  L1c2cd  ,o v R2 R g  R2 Riiv   ⋅⋅−=⋅−=  

 În consecinta, amplificarea de mod diferential va fi:

( )C  Lmd  ,i

d  ,o

d  ,v

 R2 R g v

v A   ⋅−==  

Pentru determinarea rezistentei de intrare pe mod diferential se apeleaza  la circuitul

din fig. 10 pe care se obtine:

2b1bd  ,i iii   −==  

ππ

π

r 2r 2

vv

i

v

i

v R 1

1

1be

d  ,i

1b

d  ,i

d  ,i

d  ,id  ,i   ⋅=⋅====  

Fig. 10 Circuitul pentru calculul rezistentei de intrare de mod diferential.

Schema de regim dinamic la functionarea pe mod comun este reprezentata în fig. 11.

Identitatea tranzistoarelor conduce la egalitatile:

2bec ,i1bec ,i vvvv   −=−   c ,i2be1be vvv   ==   2c1c ii   =   −+ = oo vv  

si la curenti nuli prin sarcina ( 0i1 = ) si între emitoarele tranzistoarelor ( 0i = ).

Ca urmare, pentru o excitatie pur a de mod comun AD se compune din doua etaje cu sarcina 

distribuita, identice. Pe circuitul din fig. 11 se scrie:

1c E 1c E 1m

1c E 1bec ,i i R2i R2 g 

1i R2vv   ⋅⋅≅⋅   

  

 ⋅+=⋅⋅+=  

1ccoo i Rvv   ⋅−==   −+  

Rezulta pentru amplificarea de tensiune pe mod comun:

 E 

i

o

ii

oo

c ,i

c ,oc ,v  R2

 R

v2

v2

vv

vv

v

v A   −≅=

++

== +

+

−+

−+

 

Page 12: amplificator diferential

7/21/2019 amplificator diferential

http://slidepdf.com/reader/full/amplificator-diferential 12/22

Circuite Electronice - Îndrumar de laborator12

Fig. 11 Schema de regim dinamic la func t ionarea pe mod comun.

Rezistenta de intrare este:

( )  E 0 E 011b

c ,i

i

i

ii

ii

c ,i

c ,ic ,i  R2 R21r 

i

v

i

v

ii

vv

i

v R   ⋅⋅≅⋅++===

++

== +

+

−+

−+

ββπ  

Factorul de rejectie al modului comun are expresia:

( )

 LC  E m

c ,v

d  ,v

 R

 R R2 R g 2

 A

 ACMMR   ⋅⋅==  

Page 13: amplificator diferential

7/21/2019 amplificator diferential

http://slidepdf.com/reader/full/amplificator-diferential 13/22

 Lucrarea I-Modulul MCM5/EV 13

CAPITOLUL I04 

DETERMINARI EXPERIMENTALE

I04.1 OBIECTIVE

Ø Masurarea si reglarea punctelor statice de functionare ale tranzistoarelor bipolare

care compun etajul diferential;Ø  Determinarea amplificarii diferentiale, A d ;

Ø  Determinarea amplificarii de mod comun, A c ;

Ø  Determinarea CMMR ;

Ø  Determinarea rezistentei de intrare diferentiale, R id ;

Ø  Determinarea rezistentei de intrare de mod comun, R ic ;

Ø  Determinarea caracterist ic i i d e transfer .

I04.2 APARATE NECESAREØ  Sursa  de alimentare PS1-PSU/EV sau PSLC/EV, unitate de control individual

SIS1/SIS2/SIS3 (optional);

Ø  Modulul MCM5/EV. Modulul poate lucra în mod independent. La utilizarea unit at ii de

management extern cele 4 comutatoarele trebuie sa fie pe pozi t ia închis iar cele 8

comutatoare trebuie sa fie pe pozi t ia deschis;

Ø  Multimetru;

Ø  Osciloscop;

Ø  Generator de semnal.

104.3 DESFASURAREA LUCRARII

MCM-5 Deconectati toate sunturileMontati SIS1 Setati toate comutatoarele pe

deschisSIS2 Introduceti cod lectie: B05

Se porneste de la modulul aflat pe placa MCM-5 cu schema electrica prezentata în fig.

12.

Page 14: amplificator diferential

7/21/2019 amplificator diferential

http://slidepdf.com/reader/full/amplificator-diferential 14/22

Circuite Electronice - Îndrumar de laborator14

Fig. 12 Schema electric a de lucru a modulului MCM-5.

Page 15: amplificator diferential

7/21/2019 amplificator diferential

http://slidepdf.com/reader/full/amplificator-diferential 15/22

 Lucrarea I-Modulul MCM5/EV 15

MODUL DE LUCRU

Polarizarea de curent continuu

Schema electrica a amplificatorului diferential rezulta  în urma efectuarii scurtcircuitelor pe

modulul MCM-5 realizate cu sunturile: J 4 , J 15 , J 18 , J 23 , J 26 , J 38 , J 34 , J 45 , J 43 . Se

obtine schema din fig. 13. Se regleaza semireglabilul R V4   cu cursorul la jumatate. Se alimenteaza modulul MCM-5 cu schema electrica din fig. 12 cu tensiunea V cc =12V.

Fig. 13 Schema electric a de a AD pentru reglarea polarizarii.

Pe circuitul din fig. 13 se fac urmatoarele masuratori si reglaje:

Ø  Se masoara tensiunea între colectorii celor doua tranzistoare. în cazul ideal aceasta

tensiune ar trebui sa fie zero. Datorita dispersiei parametrilor componentelor este

foarte probabil ca aceasta tensiune sa fie diferita de zero. Prima varianta  demasurare este cu osciloscopul. Se conecteaza cele doua canale între punctele 3, 9

si masa. Canalele vor fi fixate pe aceeasi scala (V/div), cu acelasi tip de sonda si cu

acelasi zero ales. Existenta offset-ului va duce la devierea spoturilor diferit. Se

ajusteaza R V4   pâna când cele doua spoturi se suprapun. A doua modalitate de

regalj a offset-ului este prin conectarea voltmetrului între punctele 3 si 9 si reglând

R V4  astfel încât voltmetrul sa indice zero (diferenta între curentii de colector ai celor

doua tranzistoare sa se anuleze). 

Ø  Se masoara tensiunea în punctele 3  si 9, se calculeaza curentii prin cele doua

tranzistoare si se trec în tabelul 1.

10

3CC 1C   R

V V  I 

  −=  

17 

9CC 2C   R

V V  I 

  −=  

Tabelul 1

V3 (V) IC1 (mA)

V9 (V)  IC2 (mA) 

Page 16: amplificator diferential

7/21/2019 amplificator diferential

http://slidepdf.com/reader/full/amplificator-diferential 16/22

Circuite Electronice - Îndrumar de laborator16

Masurarea amplificarii diferentiale (A d )

Fata de fig.13 se adauga sunturile J 27  si J 30  pentru a realiza circuitul din fig. 14.

Fig. 14 Schema electric a de a AD pentru masurarea amplificarii diferentiale.

Se regleaza semireglabilul R V5  pentru a masura 0V  între baza tranzistorului T 2  (punctul

8 ) si masa. Se regleaza cu finete semireglabilul R V4  astfel încât tensiunea masurata între

colectorii celor doua tranzistoare sa fie zero.

Cu ajutorul semireglabilului R V5   se regleaza tensiunea între baza tranzistorului T 2   si

masa la valorile din tabelul 2.

Tabelul 2

V8 (mV) V3 – V9  (mV) Ad

150

200

400

Se masoara tensiunile corespunzatoare între colectorii tranzistoarelor T 1 si T 2  si se trec

 în tabelul 1.

Masurarea amplificarii de mod comun (AC )

La fig.14 se adauga suntul J 32  pentru a realiza circuitul din fig. 15.

Page 17: amplificator diferential

7/21/2019 amplificator diferential

http://slidepdf.com/reader/full/amplificator-diferential 17/22

 Lucrarea I-Modulul MCM5/EV 17

Fig. 15 Schema electric a a AD pentru masurarea amplificarii de mod comun.

Se regleaza semireglabilul R V5   astfel încât tensiunea între bazele celor doua

tranzistoare (punctul 8 ) si masa sa fie zero. Se regleaza cu finete semireglabilul R V4  astfel

 încât tensiunea masurata între colectorii celor doua tranzistoare sa fie zero.

Cu ajutorul semireglabilului R V5   se regleaza tensiunea între bazele celor doua

tranzistoare (punctul 8 ) si masa la valorile din tabelul 3.

Se masoara tensiunile corespunzatoare între colectorii tranzistoarelor T 1 si T 2  si se trec

 în tabelul 3.

Tabelul 3

V8 (mV) V3 – V9  (mV) Ac

150

200

400

Calculul factorului de rejectie al modului comun (CMRR)

Factorul de rejectie al modului comun (Common-mode rejection ratio – CMRR) este

un parametru prin care se poate aprecia calitatea amplificatorului diferential. Pentru un

amplificator diferential ideal CMRR este infinit.Utilizând tabelele 2 si 3 se calculeaza CMRR cuajutorul relatiei (5) si se completeaza tabelul 4.

c ,v

d  ,v

 A

 ACMRR =   (5)

Tabelul 4 

V8 (mV) CMRR  

150

200

400

Page 18: amplificator diferential

7/21/2019 amplificator diferential

http://slidepdf.com/reader/full/amplificator-diferential 18/22

Circuite Electronice - Îndrumar de laborator18

MASURARI PE AD ÎN CURENT ALTERNATIV

Masurarea amplificarii

In schema din fig 15 se scot sunturile J 27 , J 30  si J 32 . si se adauga sunturile J 1  si 

J 2 .  rezultând circuitul din fig. 16. Pe circuitul din fig. 16 se fac urmatoarele reglaje si

masuratori:

Ø  Se regleaza cu finete semireglabilul R V4  astfel încât tensiunea masurata între

colectorii celor doua tranzistoare sa fie zero (V 3 – V 9 = 0);

Ø  Se conecteaza generatorul de semnal între pinul 1  si masa si se regleaza o

amplitudine de 100mV RMS pentru o frecventa de 1kHz ;

Ø  Se conecteaza canalul 1 al osciloscopului la terminalul 1 al montajului (semnalul de

intrare) si canalul 2 la terminalul 3 (semnalul de iesire din colectorul tranzistoruluiT 1);

Ø  Se masoara amplitudinea semnalului din colectorul tranzistorului T 1 si defazajul fata

de semnalul de intrare. Valorile rezultate se trec în tabelul 5;

Ø  Se repeta masuratoarea pentru tranzistorul T 2 , conectând canalul 2 la terminalul 9 

(semnalul de iesire din colectorul tranzistorului T 2 ). Valorile rezultate se trec în

tabelul 5;

Fig. 16 Amplificator de semnal mic realizat cu AD pentru masurari pe mod diferential.

Tabelul 5

Page 19: amplificator diferential

7/21/2019 amplificator diferential

http://slidepdf.com/reader/full/amplificator-diferential 19/22

 Lucrarea I-Modulul MCM5/EV 19

V1(mVRMS) 100 A  ∆Φ  

V3 (mVRMS) 

V9 (mVRMS) 

Masurarea Rid 

In schema din fig.16 se decupleaza generatorul de semnal din punctul 1 (se scoate

 jumper-ul J 1 ) si se înlocuiesc J 4  si J 34   cu doua rezistoare de 100k ? (RJ4 si  RJ34 ). si se

obtine circuitul din fig. 17. Se ajusteaza R V4 astfel încât diferenta de tensiune dintre colectorii

celor doua tranzistoare sa fie zero (V 3 – V 9 = 0).

Se pozitioneaza cursorul potentiometrului R v1  la jumatate (23,5k? ). Se fixeaza

tensiunea în pinul 1 la 100mV RMS cu o frecventa de 1kHz  si se masoara tensiunea în baza

tranzistorului T 1, (V 2 ) si se trece în tabelul 6.

Fig. 17 Circuitul pentru masurarea rezistentei diferentiale.

Tabelul 6

Vg 

(mVRMS)

V2 

(mVRMS)

R id (k? )

100 

Masurarea Ric 

Pe circuitul din fig.17 se adauga suntul J 32  pentru a realiza circuitul din fig. 18 (bazele

tranzistoarelor T 1 si T 2  cuplate).

Se fixeaza tensiunea în pinul 1 la 100mV RMS  la o frecventa de 1kHz   si se masoara

tensiunea pe baza tranzistoarelor T 1 sau T 2   (V 2  sau V 8 ) si se trece în tabelul 7.

Page 20: amplificator diferential

7/21/2019 amplificator diferential

http://slidepdf.com/reader/full/amplificator-diferential 20/22

Circuite Electronice - Îndrumar de laborator20

Fig. 18 Circuitul pentru masurarea rezistentei mod comun.

Tabelul 7

Vg 

(mVRMS)

V2 

(mVRMS)

R ic (k? )

100 

Caracteristica de trasfer

Pe circuitul din fig. 16 se fac urmatoarele masuratori:

Ø  Se conecteaza generatorul de semnal între pinul 1  si masa si se regleaza o

amplitudine de 100mV RMS si o frecventa de 1 KHz ;

Ø  Se conecteaza canalul 1 al osciloscopului la terminalul 1 al montajului (semnalul de

intrare) si canalul 2 la terminalul 3 (semnalul de iesire din colectorul tranzistorului

T 1);

Ø  Se comuta baza de timp în modul X-Y ;

Ø  Pe ecranul osciloscopului va apare o dreapta în cadranul I (defazaj 0) din a carei

panta se poate deduce amplificarea;

Ø  Prin variatia semnalului de intrare furnizat de generator se observa si noteaza

domeniul de valori pentru care amplificarea ramâne constanta;

Ø  Se repeta masuratoarea pentru tranzistorul T 2 , conectând canalul 2 la terminalul 9 

(semnalul de iesire din colectorul tranzistorului T 2 ). De acesta data va apare o

dreapta în cadranul II (defazaj 180o) ce va avea aceeasi panta cu prima (amplificari

egale).

Ø  În ambele cazuri se variaza semnalul de intrare si se noteaza valorile acestuia de la

care amplificarea îsi schimba valoarea.

Page 21: amplificator diferential

7/21/2019 amplificator diferential

http://slidepdf.com/reader/full/amplificator-diferential 21/22

 Lucrarea I-Modulul MCM5/EV 21

Ø  Care sunt valorile semnalului de intrare pentru care iesirea intra în limitare?

PRELUCRAREA DATELOR EXPERIMENTALE

1. Cu valorile din tabelul 2 se determina pentru AD amplificarea diferentiala, Ad :

8

93d 

V V  A

  −=  

Valorile obtinute se trec în tabelul 2 pe pozitiile corespunzatoare.

2. Cu valorile din tabelul 3 se determina pentru AD amplificarea de mod comun, Ac :

8

93c

V V  A

  −=  

Valorile obtinute se trec în tabelul 3 pe pozitiile corespunzatoare.

3. Se calculeaza CMRR cu ajutorul relatiei (5) si se completeaza tabelul 4.

4. Cu valorile pentru V 3  si V 9  din tabelul 5 se determina  pentru AD amplificarea

masurata în punctele 3 si 9 si se completeaza tabelul 5:

1

33 V 

V  A   =  

1

99 V 

V  A   =  

5. Se calculeaza rezistenta de intrare în amplificator cu relatia:

2

 R

vv

v

i

v R 1v

i g 

i

i

iid 

'  ⋅−

==  

Dar R’ id  =R id  // R 1. Rezulta:

id 1

' id 1

id   R R

 R R R

−⋅

=  

Valoarea rezultata se trece în tabelul 6.

6. Se calculeaza rezistenta de intrare în amplificator cu relatia:

2

 R

vv

v

i

v R 1v

i g 

i

i

iic

'  ⋅−

==  

Dar R’ ic  =R ic  // R 1 //R 14. Rezulta:

' ic141

' ic141

ic  R ) R //  R( 

 R ) R //  R(  R

−⋅

=  

Valoarea rezultata se trece în tabelul 7.

Page 22: amplificator diferential

7/21/2019 amplificator diferential

http://slidepdf.com/reader/full/amplificator-diferential 22/22

Circuite Electronice - Îndrumar de laborator22

7. Se reprezinta grafic caracteristica de transfer masurata cu osciloscopul.

8. Se compara valoarea amplificarii obtinuta din panta caracteristicii de transfer cu cea

masurata în curent continuu.

CAPITOLUL I05

INTREBARI SI EXERCTII REFERITOARE LA FUNCTIONAREA

AMPLIFICATOARELOR DIFERENTIALE

MCM-4 Deconectati toate sunturile

Montati SIS1 Setati toate comutatoarele pe

deschisSIS2 Introduceti cod lectie: B04

Ø  Cum este iesirea amplificatorului diferential din fig. 13? Simetrica sau asimetrica?

Ø  Sa se calculeze amplificarea diferentiala teoretica a amplificatorului diferential din fig. 13.

Se va considera R V4 pozitionat cu cursorul la jumatate.

Ø  Sa se calculeze amplificarea de mod comun teoretica a amplificatorului diferential din fig.

13. Se va considera R V4 pozitionat cu cursorul la jumatate.

Ø  Care este rolul semireglabilului R V4?

Ø  Cât este CMRR pentru AD ideal?

Ø  Care este rolul condensatorului C 1 din fig. 16?

Ø  Care ar fi efectul înlocuirii acestui condesator cu un scurtcircuit?

Ø  De ce valoarea amplificarii masurate în curent continuu este diferita de cea determinata

din caracteristica de transfer obtinuta pe osciloscop?