ma’ruza. Elektronika va sxemalar fani, mazmuni va usullari. Elektr signallari kuchaytirgichlari. Teskari aloqa va uni kuchaytirish qurilmalarining xarakteristikalariga ta’siri. Elektronika va sxemalar fani, mazmuni va usullari - bet 8

|
ma’ruza. Elektronika va sxemalar fani, mazmuni va usullari. Elektr signallari kuchaytirgichlari. Teskari aloqa va uni kuchaytirish qurilmalarining xarakteristikalariga ta’siri. Elektronika va sxemalar fani, mazmuni va usullari
|
bet | 8/9 | Sana | 09.02.2024 | Hajmi | 1,26 Mb. | | #153743 |
Bog'liq 1-maruzaKP(dB) = 10*lg KP
Elektr quvvat tok yoki kuchlanish kvadratiga proporsional bo‘lgani sababli kuchlanish va tok kuchaytirish koeffitsiyentlari uchun mos ravishda quyidagilarni yozish mumkin:
KU(dB) = 20*lg KU va KI(dB) = 20*lg КI .
Agar alohida kaskadning kuchaytirish koeffitsiyenti dB larda ifodalangan bolsa, ko‘p kaskadli kuchaytirgichning umumiy kuchaytirish koeffitsiyenti alohida kaskadlar kuchaytirish koeffitsiyentlari yig‘indisiga teng boiadi. KU ning detsibellarda va nisbiy birliklardagi qiyosiy qiymatlari 1.2 - jadvalda keltirilgan.
1.2-jadval
KU , dB
|
0
|
1
|
2
|
3
|
10
|
20
|
40
|
60
|
80
|
KU
|
1
|
1,12
|
1,26
|
1,41
|
3,16
|
10
|
100
|
103
|
104
|
Kuchaytirilayotgan chastotalar diapazoniga ko‘ra kuchaytirgichlar o‘zgarmas va o‘zgaruvchan tok kuchaytirgichlariga bo‘linadi. Ular kuchaytirgichning o‘tkazish polosasiga ko‘ra Δf = fYU – fP farqlanadi. Наr bir kuchaytirgich uchun past fP va yuqori fYU chegaraviy chastotalar kiritiladi. Bu chastotalarda kuchaytirish koeffitsiyenti - 3 dBga pasayadi.
O‘zgarmas tok kuchaytirgich kirish signalini nolinchi chastotadan yuqori chegaraviy chastotagacha bo‘lgan diapazonda kuchaytiradi (0 Yu).
O‘zgaruvchan tok kuchaytirgichlar quyidagi guruhlarga ajratiladi:
past chastota kuchaytirgichlar (PCHK) - kuchaytiriladigan chastotalar diapazoni birlarcha gersdan yuzlarcha kilogersgacha;
yuqori chastota kuchaytirgichlar (YuCHK) — kuchaytiriladigan chastotalar diapazoni 100 kHz dan MHz gacha;
keng polosali kuchaytirgichlar — kuchaytirish diapazoni 10 Hz dan 100 MHz gacha;
tanlovchi (rezonans) kuchaytirgichlar juda tor chastotalar diapazonida kuchaytiradi.
Bitta kaskadning kuchaytirish koeffitsiyenti odatda 30 dBdan oshmaydi. Kuchaytirishni kattalashtirish uchun ko‘p kaskadli kuchaytirgichdan foydalaniladi. U ketma-ket ulangan bir necha kaskaddan tashkil topgan bo‘ladi.
Kaskadlarni raqamlash kirishdan boshlanadi. Birinchi kaskad kirish kaskadi bo‘lib, u kuchaytirgichni kirish signali manbai bilan muvofiqlashtiradi. Kirish signalini minimal so‘ndirish uchun u katta kirish qarshilikka ega bo‘lmog‘i lozim. Oraliq kaskad kirish kaskadiga yuklama bo‘lib, kirish kaskadini chiqish kaskadi bilan muvofiqlashtirish uchun xizmat qiladi. Chiqish kaskadi aksariyat hollarda quvvat kuchaytirgichni tashkil etadi.
Ulanish zanjirlariga muvofiq ko‘p kaskadli kuchaytirgichlar quyidagi turlarga ajratiladi:
galvanik (bevosita) ulanishli kuchaytirgichlar — ham o‘zgaruvchan, ham o‘zgarmas signallarni kaskadlararo uzatish imkonini beradi;
RC — ulanishli kuchaytirgichlar — ilgarigi kaskad chiqishini keyingi kaskad kirishi bilan rezistor - sig‘imli zanjir orqali bog‘lash;
induktiv (transformatorli) ulanishli kuchaytirgichlar - kaskadlar orasiga transformator ulash.
Integral ko‘rinishda yaratilgan kuchaytirgich qurilmalarda faqat galvanik ulanishdan foydalaniladi.
Kuchaytirgichda signallar buzilishi. Kuchaytirgichda signal kuchaytirilishi bilan shakli o‘zgarmasligi kerak. Chiqish signali shaklining kirish signali shaklidan farqlanishi signal buzilishi deb ataladi. Buzilishlar ikki xil boiadi: chiziqli va nochiziqli.
Chiziqli buzilishlar tranzistor va kuchaytirgich qurilma boshqa elementlari parametrlarining chastotaga bog‘liqligi sababli yuzaga keladi. Elektr signallar turli chastotaga ega bo‘lishi mumkinligi sababli, kuchaytirish koeffitsiyentlari chastota o‘zgarishi bilan qanday o‘zgarshini bilish muhim. Kuchaytirgichning amplituda - chastota xarakteristikasi (ACHX) deb KU ning kuchlanish bo‘yicha kuchaytirilayotgan signal chastotasiga bog‘liqligiga ataladi. ACHX yordamida (1.4-rasm), kuchaytirgich ishlaydigan chastotalar diapazonining past va yuqori chastotalarida chastota buzilish koeffitsiyentlari MP va MYu ni aniqlash mumkin:
KU(fP) = KUO/MP ; KU (fYu) = KU0/MYu ,
bu yerda, KU0 - nominal kuchaytirish koeffitsiyenti, ya’ni KU o‘zgaimas bo‘lgan chastotalar oralig‘idagi kuchaytirish koeffitsiyenti.
Kuchaytirgichga qo‘yiladigan talablarga mos ravishda MP va MYu qiymatlari 1,4 dan 3÷5 gacha olinadi. Agar MP va MYu qiymatlari berilmagan bo‘sa, agar kuchaytirish koeffitsiyenti detsibellarda ifodalansa, kuchaytirish 3 dBga pasayishini anglatadi) bo‘ladi.
Nochiziqli buzilishlar kuchaytirgichlarda ishlatilgan tranzistorlar VAX larining nochiziqliligi hisobiga yuzaga keladi. Shuning uchun kuchaytirgich kirishiga sinusoidal signal berilganda, chiqish signali yangi garmonikalarga ega bo‘lib, toza sinusoidalni takrorlamaydi.
|
1.12-rasm. Kuchaytirgich ACHX si.
|
1.13-rasm. Kuchaytirgich amplituda xarakteristikasi.
|
Nochiziqli buzilishlar garmonik buzilishlar koeffitsiyenti bilan baholanadi. Kuchaytirgich chiqishidagi yuqori garmonikalar (U2, U3 ...) amplitudalarining o‘rta kvadrat qiymatlarini asosiy tebranishlar amplitudasiga (U1) nisbatining foizlarda ifodalangan qiymati garmonik buzilishlar koeffitsiyenti deb ataladi va quyidagicha topiladi:
(1)
Nochiziqli buzilishlarni baholash uchun kuchaytirgichning amplituda xarakteristikasidan - chiqishdagi kuchlanish (tok) birinchi garmonikasi amplitudasining kirish kuchlanish] (tok) amplitudasiga bog‘liqligidan foydalanish mumkin (1.13-rasm). UKIR ning katta bo‘lmagan qiymatlarida amplituda xarakteristika amalda chiziqli bo‘ladi. Uning og‘ish burchagi kuchaytirish koeffitsiyenti bilan aniqlanadi. UKIR qiymati ortib borgan sari to‘g‘ri proporsionallik buziladi, ya’ni kuchaytirish koeffitsiyenti kuchaytiriladigan signal qiymatiga bog‘liq bo‘la boshlaydi.
Kuchaytirgich nolning dreyfi deb ataluvchi parametr bilan ham ifodalanadi. Nolning dreyfi yuz berganda kuchaytirgich chiqishidagi kuchlanish yoki tok o‘z-o‘zidan siljiydi. Nolning siljishi chiqish sig nalining o‘zgarishi kabi bo‘lganidan, uni signaldan ajratib bo‘lmaydi. Natijada dreyf qiymati, o‘zgarmas tok kuchaytirgichlar sezgirligini cheklaydi.
Kuchaytirgich kaskadlarning kuchaytirish sinflari. Kuchaytiriladigan signal sinusoidal yoki impuls ko‘rinishida bo‘lishi mumkin. Impuls deb kuchlanish yoki tokning biror o‘matilgan U0 yoki I0 qiymatidan qisqa vaqtli chetlashishlariga aytiladi. Chiqish signali shakli kirish signali shakli bilan bir xil (signal buzilmagan) yoki farqlanuvchi (signal buzilgan) bo‘lishi mumkin. Signal buzilishlari uning amplitudasiga hamda kuchaytirgich sokinlik nuqtasi (rejimi)ning tanlanishiga bog‘liq.
Kuchaytirgichning sokinlik rejimi deb kirish kuchlanishi UKIR va kuchlanish manbai qiymati EG o‘garmas bo‘lgan holatga aytiladi. Ko‘rinib turibdiki, sokinlik rejimida tranzistor toklari qiymatlari ham o‘zgarmas bo‘ladi.
Kirish signalining berilgan shaklida sokinlik rejimi qanday tanlanishiga bog‘liq holda signal buzilishlari qiymatidan tashqari kuchaytirgichning foydali ish koeffitsiyenti (FIK) ham o‘zgaradi. Gap shundaki, kirish signali bor yoki yo‘qligidan qat’i nazar tranzistorlarda kuchlanish manbai energiyasi sarf bo‘ladi va shunga mos quvvat sochiladi. Chiqish signali quvvatini kuchlanish manbaidan olinayotgan quvvatga nisbati FIK ni aniqlaydi:
(2)
bu yerda, va - Chiqish kattaliklar amplitudasi, EM - kuchlanish manbai kuchlanishi, - o‘rtacha tok.
Kuchaytirgich kaskadlar nochiziqli buzilishlari FIK ularning statik uzatish xarakteristikalari asosida baholanishi mumkin. Ishchi nuqtaning joylashgan o‘rniga bog‘liq holda kuchaytirish sinflari A, B, AB va boshqa sinflarga ajratiladi. Ushbu sinflar FIKlarining maksimal qiymatlari va nochiziqli buzilishlar qiymatlari bilan bir-biridan farq qiladi.
A sinf kuchaytirgichlar, A sinf kuchaytirgichlarda sokinlik rejimida ishchi nuqta uzatish xarakteristikaning kvazichiziqli sohasi o‘rtasida joylashadi (1.6a va b-rasmlar). Ushbu rejimda kirish signalining to‘liq davri davomida tranzistor chizish zanjiridan tok oqadi. Nochiziq buzilishlar minimal (KG < 1%), chunki kirish signalining ikkala yarim davri uzatish xarakteristikasining kvazichiziqli sohasida yotadi. Agar (2) formulaga , qo‘yilsa, FIK qiymati , ya’ni 25 % ni tashkil etadi.
A rejim kuchaytirgichlarda qiymati kichik bo‘lgani sababli, u kichik quvvatli kirish kaskadlarda ishlatiladi. Sunday kuchaytirgichlar uchun hal qiluvchi ahamiyatga ega emas, ularda KG muhim hisoblanadi.
1.14 - rasm. A sinf kuchaytirgichlarning uzatish (a) va o‘tish (b) xarakteristikalari.
В sinf kuchaytirgichlar. Ushbu rejimda ishchi nuqta tranzistorning berk holatiga mos keluvchi kvazichiziqli soha chegarasida joylashadi. Bunda tranzistor berk rejimda bo‘ladi (1.15a va b-rasmlar). Tranzistor chiqish zanjiridan tok faqat kirish signali o‘zgarishining yarim davrida oqadi. Shuning uchun chiqish kuchlanishi sinusoidadan keskin farq qiladi, ya’ni ko‘p sonli garmonik tashkil etuvchilarga ega bo‘ladi.
Hisoblashlar ko‘rsatishicha, В sinf kuchaytirgichlarda signal amplitudasiga bog‘liq bo‘lmagan holda KG - 70 % ga yaqin bo‘ladi, kaskadning FIK ni 0,7 gacha olib chiqish mumkin. Shuning uchun o‘rta va katta quvvatli kuchaytirgichlarda ishlatish uchun В sinf afzalroq.
Kirish signalining musbat va manfiy yarim davrlarini kuchaytirish uchun ikki taktli sxemalardan foydalaniladi. Ikki taktli sxema har biri В sinfda ishlovchi ikkita kuchaytirgichdan iborat bo‘ladi. B sinf kuchaytirgichlarning kuchaytirilgan signallarida signal buzilishlari katta bo‘lgani sababli kuchaytirgichlarda В sinf amalda ishlatilmaydi.
AB sinf kuchaytirgichlar. AB kuchaytirish rejimida ishchi nuqta berkitish chegarasida emas, balki EO‘ to‘g‘ri (zatvor-istok o‘tish teskari) siljitilgan sohada, A sinfidagiga qaraganda ancha kichik toklarda bo‘ladi,
FIKi kichik bo‘lgani sababli A sinf mikroelektronikada ham ishlatiladi. В va AB sinflarning ikki taktli kuchaytirgichlari keng tarqalgan.
1.15-rasm. В sinf kuchaytirgichlarning uzatish (a) va o‘tish (b) xarakteristikalari.
D sinf kuchaytirgichlari Ular impulsli quvvat kuchaytirgichlarda ishlatiladi. D sinf, shuningdek, kalit rejim deb ham nomlanadi. Ushbu ishchi rejimda tranzistor faqat ochiq yoki berk holatda bo‘lishi mumkin. Shuning uchun bunday kuchaytirgich kaskadning FIK birga yaqin bo‘ladi.
D sinfda ishlayotgan kuchaytirgichning chiqish kuchlanishi hamma vaqt to‘g‘ri burchakli impuls ko‘rinishiga ega bo‘ladi va kirish signalining kuchaytirilishi, uning davomiyligi yoki fazasi o‘zgarishi hisobiga amalga oshadi.
|
|
Bosh sahifa
Aloqalar
Bosh sahifa
ma’ruza. Elektronika va sxemalar fani, mazmuni va usullari. Elektr signallari kuchaytirgichlari. Teskari aloqa va uni kuchaytirish qurilmalarining xarakteristikalariga ta’siri. Elektronika va sxemalar fani, mazmuni va usullari
|