Obok źródeł sygnału wejściowego znajdują się dwa przyciski przydatne do optymalizacji wzmacniacza pod kątem dynamiki. Przycisk Auto Offset dla ustalonego wzmocnienia automatycznie dobiera offset sygnału wejściowego pozwalający uzyskać największą dynamikę sygnału. Z kolei przyciskiem Input Tracking można włączyć automatyczne balansowanie amplitudy i offsetu. Po wyłączeniu tej funkcji napięcia wejściowe wraz z offsetem podawane do wejścia odwracającego i nieodwracającego są regulowane niezależnie. Wyłączenie obu funkcji umożliwia niemal dowolne wprowadzenie parametrów sygnału wejściowego. Łatwo wówczas przekroczyć któryś z progów, powodując tym samym obcięcie sygnału wyjściowego (rys. 4a). Jeśli tak się stanie, pojawia się dodatkowy przycisk AutoAlign. Po jego wciśnięciu program uruchamia procedurę, która metodą kolejnych przybliżeń koryguje napięcia wejściowe i offset tak, aby zlikwidować obcięcie sygnału wyjściowego (rys. 4b).

Rys. 4. Funkcja AutoAlign: a) obcięcie sygnału wejściowego na skutek przekroczenia napięć wejściowych, b) stan po przeprowadzeniu korekty napięć wejściowych

W wielu aplikacjach, w których są wykorzystywane wzmacniacze różnicowe, bardzo ważne jest zapewnienie odpowiednich parametrów szumowych. W programie Diff Amp Calculator położono duży nacisk na to zagadnienie. Na bieżąco są więc obliczane zarówno szumy napięciowe, jak i prądowe pochodzące z różnych źródeł, w tym rezystorów ustalających wzmocnienie. Na wykresie kołowym umieszczonym w dolnym rogu okna programu przedstawiono procentowy udział każdego składnika szumu w szumie całkowitym. Pozwala to podjąć ewentualną decyzję o sposobie optymalizacji układu. Jednocześnie jest obliczany stosunek sygnału do szumu, gęstość szumu na wyjściu różnicowym, a w uzupełnieniu także zniekształcenia. Przewidziano też możliwość badania wpływu opcjonalnego wielobiegunowego wyjściowego filtru dolnoprzepustowego, definiowanego liczbą biegunów i 3-decybelową częstotliwością graniczną.

Ostatnia grupa parametrów obliczanych przez program Diff Amp Calculator jest związana z zasilaniem rozpatrywanego wzmacniacza różnicowego. Rozróżniana jest przy tym moc i prąd pobierane z zasilacza napięcia dodatniego i ujemnego oraz moc całkowita.

W jednej sesji program Diff Amp Calculator symuluje jednostopniowy wzmacniacz różnicowy. Nie oznacza to jednak, że za pomocą tego programu nie można wykonywać obliczeń dla wzmacniacza wielostopniowego. Problem polega jednak na tym, że nie robi się tego wprost, a metodą trochę kombinowaną. Do takich obliczeń niezbędne jest otwarcie dwóch sesji programu. W pierwszej wykonuje się obliczenia dla pierwszego stopnia, a uzyskane wyniki wyjściowe wprowadza się następnie jako parametry wejściowe dla drugiego stopnia (w drugiej sesji programu). Chodzi o napięcie szumów i poziomy napięć wyjściowych. Symulację taką przedstawiono na rys. 5.

Rys. 5. Symulacja wielostopniowego wzmacniacza różnicowego

Inne narzędzia

Więcej informacji na temat programu Diff Amp Calculator można znaleźć na stronie internetowej firmy Analog Devices. Producent udostępnia ponadto szereg innych programów/kalkulatorów/kreatorów podobnych w działaniu do przedstawionego Diff Amp Calculatora, ale służących do zupełnie innych symulacji. Wśród nich znajdują się m.in. programy do: obliczeń filtrów, obwodów optoelektronicznych, układów z mostkami pomiarowymi, termoparami, układów ze wzmacniaczami operacyjnymi. Nieco inne, bardziej ogólne zastosowanie ma kalkulator przeliczający jednostki VRMS/dBm/dBu/dBv, a pomocą w dobraniu odpowiedniego źródła referencyjnego okaże się na pewno specjalna wyszukiwarka parametryczna z kreatorem podstawowej aplikacji.