Etapa diferencial con fuente de corriente
La etapa diferencial básica tiene varios facotres que la desvían del comportamiento ideal, que sería amplificar únicamente la diferencia entre las dos entradas.La más importante es que amplifica, aunque en menor valor, la tensión no diferencial. Esto es un problema que reduce las prestaciones. Tener una etapa que amplifica una diferencia y no la parte común puede servir por ejemplo para cancelar los ruidos que se inducen en una línea y que tienen el mismo valor o para amplificar señales de sensores que tienen componentes de DC que no interesan.
Esta habilidad de no amplificar la parte común y sí la diferencial se llama rechazo al modo común (CMRR, common mode rejection ratio), se expresa en dB porque suele ser una cifra alta y se halla mediante la fórmula:
CMRR=Av(dif)/Av(com)
CMRR(dB)= 20·log(Av(dif)/Av(com))
Av(dif) es la ganancia para señales diferenciales y Av(com) la ganancia para señales comunes. Se puede ver que es una proporción entre la amplificación de señal diferencial y la amplificación se señal común.
Debemos decir que esta cifra tiene una importancia crítica en el comportamineto de la etapa cuando se aplique la realimentación negativa porque va a existir una gran componente de señal común, puede ser entre 20 y 100dB mayor que la componente diferencial. No es una garantía de buen funcionamiento por sí sóla pero es una condición necesaria.
Veamos porqué: La corriente que pase por R1 será igual a la tensión que caiga entre los emisores de Q1 y Q2 y -Vcc dividida por el valor de R1. Si varía la tensión en las dos bases también variará en los emisores y esto varía la corriente de polarización de esta etapa. Hemos dicho que la suma entre la corriente de las dos ramas es igual al la corriente de R1, Si I(R1) varía, variará la corriente de las ramas y variarán los voltajes de salida.
| Otro problema añadido es que se pueden recoger ruidos de la alimentación. Hemos dicho que la corriente por R1 depende de la tensión de alimentación negativa, -Vcc. Si esta tiene ruido, la corriente también lo tendrá, y la tensión en Rc1 y Rc2 también tendrá ruido. Esto se define mediante otro parámetro llamado PSRR, semejante a CMRR. Una mejora muy importante consiste en sustituir la resistencia R1 por una fuente de intensidad, como la de la derecha. De esta manera aumentan CMRR y PSRR. Ahora la etapa es más diferencial. Y esto se consige únicamente haciendo que la corriente de polarización sea independiente de la tensión de los emisores de Q1 y Q2 y de la tensión de alimentación. Cuanto más perfecta sea esta fuente, mayor CMRR y PSRR. Es ncesario comentar que el resto de las etapas también influye en PSRR y que no tiene porqué ser igual el rechazo al ruido de la alimentación positiva que el de la alimentación negativa. |  |
Pablo Duque
17876293
CAF
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