服务热线:13534163250

您当前的位置 :首页 > 新闻中心 >  产品新闻

   产品新闻

示波器内的差分放大器-云帆兴烨

发布时间: 2019/08/07   浏览次数:73    作者:云帆兴烨

示波器内的差分放大器

  示波器使用全差分放大器已经有几十年啦(为什么它们需要这么长时间才成为商用IC?),它们通常可见于垂直放大器中,探头电压按精确增益放大,然后将放大的波形应用于CRT的垂直偏转板。除了第一级(通常由接地参考探头驱动)外,它们都是全差分放大器。

  为了演示,我们来看看Tek T935A 35 MHz示波器的垂直放大器的,虽然现在已经过时,但它在20世纪70年代可是最先进的,并且成本低廉。

输入缓冲放大器级是从手册上扫描的。(顺便说一句,旧的Tek“使用说明书”中的电路图可真是艺术作品,是今天的CAD图纸比不了的,这就是科技进步的代价!)


  第一级由JFET Q4222AB组成。探头波形输入到Q4222B的栅极。它与下方的另一个JFET形成x1缓冲放大器,输入和输出之间的偏移电压接近零。这是通过使用匹配的JFET,并将下面的JFET作为电流源来实现的。其栅极连接到-8V电源,R4225(源极的20Ω电阻)两端的电压VGS对应其上方JFET中流过的漏极电流。JFET是匹配的,在相同的电流下,上方的JFET具有相同的VGS。因此,相应的20Ω电阻R4224的下端电压与输入栅极电压相同,并将JFET偏置在零TC工作点。上方的JFET的电流随着Q4232的基极电流略微增加,但是很小,匹配是足够的。

  该放大器在第二级驱动全差分放大器,由Q4232Q4234组成。只有上方的BJT(Q4232)需要由放大的波形驱动,而下方的输入在Q4234的基极,动态(交流)接地到示波器探头电路接地端,从而完成输入电路的返回。由于垂直放大器(与所有放大器一样)具有输入偏移误差,未使用的输入可用于输入偏移误差调整,这在示波器术语中叫直流平衡。平衡表示示波器放大器是高差分的,必须使放大器的两侧在相同的静态(直流)条件下工作。

  第二级的输出也是差分的。该级仅是一个发射极跟随器,没有电压增益,但需要向JFET缓冲器提供高输入阻抗,并以低阻抗驱动第三级。换言之,它为下一级提供了一个电压源。然而,在其差分输出端,输入波形尚未达到差分平衡,因为发射极跟随器之间没有增益相互作用,并且它们之间没有发生输入波形的分裂。第二级仅在有2个输入和2个输出时才是差分的。在没有电压增益的情况下,输入差分电压等于输出差分电压。

  延迟线的后面三级如图2所示,这是同一个放大器的延续。

Q4258Q4268组成一个全差分放大器级,共用发射极电阻R4254,这是一个阻值为63.4Ω、误差为1%的电阻。电阻R4257R4267连接到-8V电源,比R4254大得多,接近BJT发射器的电流源。

  上方Q4258 BJT基极的波形通过发射极电路分开,并与下方Q4268 BJT共用(差不多各占一半),因此在负载电阻上出现平衡波形,具有相同的幅度和相反的极性。如果将R4254RE分成两个值为RE/2的串联电阻,那么它们的中点将是平衡输入差分放大器的“虚地”空节点。在此级,输入波形幅度的一半(仅应用于上方BJT)将出现在空节点处。

  下一级(Q4274Q4284)是一个互补共源共栅放大器的后半部分——共基极。它是完全差分的,最终的共集电极(Q4276Q4286)也是如此。


暂无文件下载

分享到: