Искусство схемотехники. Том 3

Описание схемы. Схема начинается с инвертирующего выходного усилителя (Т_А—Т_С), у которого обратная связь по току (и заряду) осуществляется через R₁ и С₁. Входной повторитель имеет малое выходное сопротивление и возбуждает Т_В (каскад усиления по напряжению), тем самым снижается влияние емкости обратной связи Т_В (С_кб). Повторитель на выходе блока усиления Т_С обеспечивает низкое выходное сопротивление, а Т_В — достаточное значение коэффициента усиления. Небольшой положительный импульс на эмиттере Т_С соответствует отрицательному заряду, поступившему на вход с ФЭУ; обратная связь по постоянному току стабилизирует выход Т_С примерно на уровне 2U_бэ. Т₁ смещен как эмиттерный повторитель класса А и обеспечивает низкоомный «мониторный» выход для наблюдения усиленных импульсов с фотоумножителя, поступающих на дискриминатор.

Дифференциальный усилитель на Т₂ и Т₃ образует дискриминатор: порог сравнения устанавливается потенциометром R₂₂, подключенным к источнику опорного напряжения (Т_е, работающий в режиме «диодного стабилизатора»), которое изменяется одинаково с входным напряжением покоя 2U_бэ усилителя. Такое «слежение» за диодным падением напряжения обеспечивается за счет того, что транзисторы Т_А—Т_E представляют собой монолитную транзисторную матрицу (СА3046) и все находятся при одной температуре. Транзистор Т₄ вместе с Т₃ образуют инверсную каскодную схему, обеспечивающую необходимые быстродействие и сдвиг уровня. Два каскада выходных повторителей, построенные на транзисторах с противоположной полярностью Т₅ и Т₆, чтобы компенсировать смещение U_бэ, завершают схему.

В этой схеме следует отметить некоторые интересные особенности. Чтобы получить хорошие характеристики по быстродействию, статические токи транзисторов выбираются сравнительно большими (дифференциальная пара Т₂, Т₃ имеет эмиттерный ток 11 мА, ток покоя Т₅ равен 20 мА, а выходной транзистор потребляет 120 мА, чтобы обеспечить возбуждение нагрузки в 50 Ом). Заметим, что база каскодного каскада (Т₄) шунтирована на U₊, а не на землю, так как его входной сигнал связан с U₊ через R₁₇.

В дифференциальном каскаде в качестве источника эмиттерного тока используется токовое зеркало, «отражающее» ток опорного источника, что позволяет согласовать эти параметры схемы. Для снятия перегрузок используются Д₁ и Д₂. Хотя это и усложнит схему, ограничивающий диод Д₁ можно подключить к коллектору T_E (вместо земли), чтобы уменьшить отрицательные выбросы на входе.

Характеристики. На рис. 13.61 показана форма выходных импульсов и зависимость их длительности от величины входных импульсов (измеряемой как количество заряда). Эти выходные импульсы растягиваются при больших перегрузках, но общие характеристики достаточно хороши по сравнению с обычными предусилителями для фотоумножителей.

Рис. 13.61. Характеристика импульсов усилителя на рис. 13.60.

СХЕМЫ, НЕ ТРЕБУЮЩИЕ ПОЯСНЕНИЙ

13.28. Удачные схемы

Несколько удачных широкополосных схем изображены на рис. 13.62.

Рис. 13.62. Удачные схемы. а — широкополосный повторитель: высокое Z, малая входная емкость; б — усилитель: высокое Z, малая входная С; в — малошумящий видеоусилитель с малой входной емкостью (инвертирующий каскод).