Материал: Electron_SE

126

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

Äàíèé ï³äñèëþâà÷ ìຠâåëèêå çíà÷åííÿ äðåéôó íóëÿ ³ âèêîðèñòîâóºòü-

ñÿ ó âèïàäêàõ, êîëè íåìຠâèñîêèõ âèìîã äî ÿêîñò³ ï³äñèëåííÿ. Äëÿ

ï³äâèùåííÿ ñòàá³ëüíîñò³ ñõåìè ó ÿêîñò³ R

E1 

³ R

E2

 ³íîä³ çàñòîâóþòü òåðìî-

ðåçèñòîðè.

4.3. Áàëàíñí³ ÏÏÑ

Áàëàíñí³ ÏÏÑ áóäóþòüñÿ íà îñíîâ³

÷îòèðèïëå÷îãî  ìîñòà  ç  ïàðàëåëüíèì

áàëàíñîì,  ñõåìó  ÿêîãî  íàâåäåíî  íà

ðèñ. 4.3.

Òóò  U

12

 = 0  ïðè  Å

äæ

 – var,

ÿêùî               

.

4

3

2

1

R

R

R

R =

Íàïðóãà íà âèõîä³ ìîñòó íå çàëåæèòü â³ä çì³í íàïðóãè æèâëåííÿ ÷è

â³ä ïðîïîðö³éíèõ çì³í ïàðàìåòð³â ïëå÷åé.

Íà ðèñ. 4.4 çîáðàæåíà íàéïðîñò³øà ñõåìà áàëàíñíîãî ï³äñèëþâà÷à.

Å

Ê

VT2

VT1

⎯

I

0

Ê2

I

0

Ê1

R2

R

Ê

1

R1

R 

/

Ê

1

R

0

U

âõ

R

í

U

0

Ê2

U

0

Ê1

R 

/

1

R 

/

2

R

Å

1

R 

/

Å

1

(+)

(

⎯

)

+

Ðèñ. 4.4 – Áàëàíñíèé ï³äñèëþâà÷

³í ñêëàäàºòüñÿ ç äâîõ êàñêàä³â íà òðàíçèñòîðàõ VT1 ³ VT2. Ïðè÷î-

ìó ïàðàìåòðè åëåìåíò³â îáîõ êàñêàä³â ïîâèíí³ áóòè îäíàêîâèìè (ó òîìó

÷èñë³  ³  òðàíçèñòîð³â,  ùî  äîñèòü  âàæêî  âèêîíàòè):  R

1

=R

1

/

;  R

2

=R

2

/

;

R

Ê1

=R

Ê1

/

=R

Ê

. Íàâàíòàæåííÿ R

í 

âìèêàºòüñÿ ì³æ êîëåêòîðàìè òðàíçèñòîð³â.

R2

R4

R3

R1

Å

äæ

U

12

(1)

(2)

Ðèñ. 4.3 – ×îòèðèïëå÷èé ì³ñò

127

4. Ï²ÄÑÈËÞÂÀײ ÏÎÑÒ²ÉÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

ϳäñèëþâà÷ ÿâëÿº ñîáîþ ÷îòèðèïëå÷èé ì³ñò, äå ðîëü ðåçèñòîðà R

1

âèêîíóº R

Ê1

, R

2

 – îï³ð òðàíçèñòîðà VT1, R

3

 – R

/

Ê1

, R

4

 – îï³ð òðàíçèñòîðà

VT2.

Çà â³äñóòíîñò³ âõ³äíîãî ñèãíàëó íàïðóãà íà íàâàíòàæåíí³ äîð³âíþº

íóëþ (ÿêùî ñõåìà àáñîëþòíî ñèìåòðè÷íà). Äðåéô íóëÿ ïðàêòè÷íî ó

20 

¸

 30 ðàç³â ìåíøèé, í³æ ó ï³äñèëþâà÷à ç áåçïîñåðåäí³ìè çâ’ÿçêàìè,

îñê³ëüêè âèçíà÷àºòüñÿ ð³çíèöåþ I

0Ê1

 òà I

0Ê2

. Ìàºìî âèïàäîê, êîëè ç äâîõ

êàñêàä³â, ùî ìàþòü íèçüê³ ïîêàçíèêè ÿêîñò³, îòðèìàíî îäèí ç âèñîêèìè

ïîêàçíèêàìè.

Çà íàÿâíîñò³ âõ³äíîãî ñèãíàëó ç ïîëÿðí³ñòþ, ùî âêàçàíà íà ðèñ. 4.4,

òðàíçèñòîð VT1 òðîõè â³äêðèâàºòüñÿ, éîãî êîëåêòîðíèé ñòðóì çðîñòàº,

à òðàíçèñòîð VT2 ïðîïîðö³éíî çàêðèâàºòüñÿ ³ éîãî êîëåêòîðíèé ñòðóì

çìåíøóºòüñÿ. Âíàñë³äîê öüîãî íà íàâàíòàæåíí³ R

í

 ç’ÿâëÿºòüñÿ íàïðóãà

ðîçáàëàíñó.

Êîåô³ö³ºíò ï³äñèëåííÿ ñòàíîâèòü:

,

/

âõ

Ê

R

R

K β

=

äå

.

||

2

/

í

Ê

Ê

R

R

R =

                            (4.7)

Íåäîë³êîì òàêîãî ÏÏÑ º íàÿâí³ñòü çíà÷íîãî ÍÇÇ, çóìîâëåíîãî âå-

ëèêèìè  çíà÷åííÿìè  R

E1 

³ R

E2

.

Âèêëþ÷èòè öåé íåäîë³ê äîçâî-

ëÿº ñõåìîòåõí³÷íå ð³øåííÿ, íà-

âåäåíå íà ðèñ. 4.5.

Òóò  ñïðàâåäëèâ³  òàê³  ñï³â-

â³äíîøåííÿ:

(

)

2

1

E

E

E

E

I

I

R

U

∆

+

∆

=

∆

;

;

2

1

E

E

I

I

∆

−

=

∆

.

0

=

∆

E

U

Òàêèì ÷èíîì, â³äíîñí³ çì³íè ñòðóì³â åì³òåð³â ï³ä ä³ºþ âõ³äíîãî ñèã-

íàëó âçàºìíî êîìïåíñóþòüñÿ, âèêëþ÷àþ÷è ÍÇÇ çà ï³äñèëþâàíèì ñèã-

íàëîì. ÍÇÇ çà ïîñò³éíèì ñòðóìîì çàëèøàºòüñÿ.

R

0

, êð³ì òîãî, ùî âèð³âíþº ïîòåíö³àëè åì³òåð³â, ÿê ³ â ïîïåðåäí³é ñõåì³,

ó äàíîìó ðàç³ ùå é çàáåçïå÷óº áàëàíñóâàííÿ ñõåìè ïðè íåçíà÷íèõ â³ä-

õèëåííÿõ ïàðàìåòð³â åëåìåíò³â.

VT2

VT1

R

2

R

0

I

E1

I

E2

R

Å

R

/

2

Ðèñ. 4.5 – Âèëó÷åííÿ âïëèâó ÍÇÇ

ó áàëàíñíîìó ï³äñèëþâà÷³

128

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

4.4. Äèôåðåíö³éíèé ÏÏÑ

Áàëàíñíèé ï³äñèëþâà÷, ó åì³òåðíå êîëî ÿêîãî çàì³ñòü R

Å 

óâ³ìêíåíå

äæåðåëî ñòðóìó (íàïðèêëàä, òðàíçèñòîð, ÿêîìó çàäàíî ô³êñîâàíå çíà-

÷åííÿ  ñòðóìó  áàçè),  ìຠ íàçâó  äèôåðåíö³éíîãî  (ð³çíèöåâîãî  –  áî

ï³äñèëþº ð³çíèöþ íàïðóã ì³æ âõîäàìè) ï³äñèëþâà÷à. Éîãî ñõåìó íà-

âåäåíî íà ðèñ. 4.6.

Ùîäî íüîãî ñë³ä çàçíà-

÷èòè íàñòóïíå.

Òàê³ ï³äñèëþâà÷³ çàçâè-

÷àé æèâëÿòüñÿ â³ä äâîïîëÿð-

íîãî äæåðåëࠖ Å

Ê1

, Å

Ê2

.

Âõ³äíèé  ñèãíàë  ìîæå

áóòè  ïîäàíî  íå  ò³ëüêè  ÿê

äèôåðåíö³éíèé (ì³æ âõîäà-

ìè Âõ. 1 ³ Âõ. 2). Éîãî ìîæ-

íà òàêîæ ïîäàâàòè íà áóäü-

ÿêèé ç âõîä³â â³äíîñíî òî÷-

êè ç íóëüîâèì ïîòåíö³àëîì.

Ðåæèì ñïîêîþ ïðè öüîìó

çàáåçïå÷óºòüñÿ  çàäàííÿì

òàêî¿  âåëè÷èíè  ñòðóìó  ²

0

,

ùî, ïðè ïîäà÷³ íà îáèäâà

âõîäè íóëüîâîãî ïîòåíö³àëó,

ïîòåíö³àëè îáîõ âèõîä³â òàêîæ äîð³âíþþòü íóëåâ³. Òàê çàáåçïå÷óºòüñÿ

âèêëþ÷åííÿ âïëèâó êàñêàäó íà äæåðåëî ñèãíàëó òà íàâàíòàæåííÿ, à

òàêîæ âçàºìíîãî âïëèâó êàñêàä³â áàãàòîêàñêàäíîãî ï³äñèëþâà÷à.

Íàâàíòàæåííÿ òàêîæ ìîæå áóòè ï³ä³ìêíåíå íå ò³ëüêè ì³æ îáîìà âè-

õîäàìè (ñèìåòðè÷íèé âèõ³ä), àëå é äî îäíîãî âèõîäó ³ íóëüîâî¿ òî÷êè

(íåñèìåòðè÷íèé âèõ³ä). Ïðè öüîìó, ÿêùî öå, íàïðèêëàä, Âèõ. 2, òî Âõ. 1

äëÿ íüîãî áóäå íå³íâåðòóþ÷èì: çì³íè ñèãíàëó íà âèõîä³ ñï³âïàäàþòü çà

çíàêîì (ôàçîþ – äëÿ çì³ííîãî ñòðóìó) ç³ çì³íàìè âõ³äíîãî ñèãíàëó;

Âõ. 2 áóäå ³íâåðòóþ÷èì: çì³íè âèõ³äíîãî ñèãíàëó çà çíàêîì (ôàçîþ)

ïðîòèëåæí³ çì³íàì âõ³äíîãî.

Ïðè íåñèìåòðè÷íîìó âèõîä³ îäèí ç êîëåêòîðíèõ ðåçèñòîð³â (â³ä ÿêîãî

íå ðîáèòüñÿ âèõ³ä) ìîæíà çàêîðîòèòè, òîáòî íå âñòàíîâëþâàòè.

VT1

R

Ê

1

+ 

R

Ê

2

²

0 

/2 

²

0

 /2

Âèõ.1

Âõ.1

²

0

- 

Å

Ê

2

Å

Ê

1

+ 

- 

Âõ.2

VT2

Âèõ.2

J

Ðèñ. 4.6 – Äèôåðåíö³éíèé ï³äñèëþâà÷

129

4. Ï²ÄÑÈËÞÂÀײ ÏÎÑÒ²ÉÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

ßêùî íà îáèäâà âõîäè ïîäàòè â³äíîñíî íóëüîâî¿ òî÷êè îäíàêîâ³ çà

çíàêîì ³ íàïðóãîþ ñèãíàëè (ñèíôàçíèé ñèãíàë), òî íàïðóãà íà âèõîä³

äîð³âíþâàòèìå íóëþ – ï³äñèëþâà÷ ï³äñèëþº ò³ëüêè ð³çíèöåâèé ñèãíàë!

Äèôåðåíö³éí³ ï³äñèëþâà÷³ çíàéøëè øèðîêå âèêîðèñòàííÿ ïðè ïîáó-

äîâ³ ÏÏÑ ó ³íòåãðàëüíîìó âèêîíàíí³.

4.5. Ï³äñèëþâà÷³ ç ïîäâ³éíèì ïåðåòâîðåííÿì

Äëÿ çíèæåííÿ äðåéôó íóëÿ ïîðÿä ³ç áàëàíñíèìè ñõåìàìè çàñòîñîâó-

þòü ñõåìè ç ïîäâ³éíèì ïåðåòâîðåííÿì ï³äñèëþâàíîãî ñèãíàëó.

Ñóòü ðîáîòè òàêèõ ñõåì ïîëÿãຠó íàñòóïíîìó.

Âõ³äíèé ñèãíàë íàïðóãè ïîñò³éíîãî ñòðóìó çà äîïîìîãîþ ñïåö³àëü-

íîãî ïðèñòðîþ, ùî íàçèâàºòüñÿ ìîäóëÿòîðîì, ïåðåòâîðþºòüñÿ ó ñèã-

íàë íàïðóãè çì³ííîãî ñòðóìó, àìïë³òóäà ÿêî¿ äîð³âíþº íàïðóç³ ïîñò³éíîãî

ñèãíàëó. Ïîò³ì çì³ííèé ñèãíàë ï³äñèëþºòüñÿ ï³äñèëþâà÷åì íàïðóãè

çì³ííîãî ñòðóìó, ï³ñëÿ ÷îãî çà äîïîìîãîþ äåìîäóëÿòîðà çì³ííèé ñèã-

íàë çíîâó ïåðåòâîðþºòüñÿ ó ïîñò³éíèé, íàïðóãà ÿêîãî äîð³âíþº àìïë³-

òóä³ ï³äñèëåíîãî çì³ííîãî ñèãíàëó.

Íàÿâí³ñòü ï³äñèëþâà÷à çì³ííîãî ñòðóìó âèêëþ÷ຠäðåéô íóëÿ. Àëå

÷åðåç äîñèòü âåëèêó ñêëàäí³ñòü âèêîíàííÿ òàê³ ï³äñèëþâà÷³ âèêîðèñ-

òîâóþòüñÿ ð³äêî.

4.6. Îïåðàö³éí³ ï³äñèëþâà÷³

4.6.1. Çàãàëüí³ â³äîìîñò³

Îïåðàö³éíèé ï³äñèëþâà÷ (ÎÏ) – öå ÏÏÑ, ùî ìຠâèñîêèé êîåô³ö³-

ºíò ï³äñèëåííÿ, äâà âõîäè (òàê çâàíèé äèôåðåíö³éíèé âõ³ä) ³ îäèí âèõ³ä.

Çàçâè÷àé ÎÏ áóäóþòü ÿê ÏÏÑ ç áåçïîñåðåäí³ìè çâ’ÿçêàìè ì³æ êàñ-

êàäàìè, ç äèôåðåíö³éíèì âõîäîì ³ á³ïîëÿðíèì â³äíîñíî àìïë³òóäè ï³äñè-

ëþâàíîãî ñèãíàëó âèõîäîì. Öå çàáåçïå÷óº íóëüîâ³ ïîòåíö³àëè íà âõîä³

³ âèõîä³ ÎÏ çà â³äñóòíîñò³ âõ³äíîãî ñèãíàëó. Òîìó òàê³ ï³äñèëþâà÷³ ëåã-

êî ç’ºäíóâàòè ïîñë³äîâíî, à òàêîæ îõîïëþâàòè çâîðîòíèìè çâ’ÿçêàìè.

Çà ñâîºþ ñòðóêòóðîþ ÎÏ áóâàþòü òðè- àáî äâîêàñêàäí³.

Çà òðèêàñêàäíîþ ñõåìîþ áóäóâàëèñü ÎÏ ó ³íòåãðàëüíîìó âèêîíàíí³

ïåðøîãî ïîêîë³ííÿ. Ïåðøèé äèôåðåíö³éíèé êàñêàä ó íèõ ïðàöþº â ðå-

æèì³ ì³êðîñòðóì³â, çàáåçïå÷óþ÷è òèì ñàìèì âèñîêèé âõ³äíèé îï³ð.

130

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

Äðóãèé äèôåðåíö³éíèé êàñêàä çàáåçïå÷óº ï³äñèëåííÿ íàïðóãè. Òðåò³é

êàñêàä, âèõ³äíèé, âèêîíóºòüñÿ ÿê äâîòàêòíèé ç ÑÊ ³ çàáåçïå÷óº ï³äñè-

ëåííÿ ïîòóæíîñò³, à òàêîæ íèçüêèé âèõ³äíèé îï³ð (äèâ. ïï. 3.7.2).

ÎÏ äðóãîãî ïîêîë³ííÿ áóäóþòüñÿ çà äâîêàñêàäíîþ ñõåìîþ. Öå

ñòàëî ìîæëèâèì ³ç çðîñòàííÿì ð³âíÿ ³íòåãðàëüíî¿ òåõíîëî㳿. Ïðè

öüîìó, ïåðøèé êàñêàä çàáåçïå÷óº ³ âèñîêèé âõ³äíèé îï³ð, ³ âåëèêèé

êîåô³ö³ºíò ï³äñèëåííÿ çà íàïðóãîþ. Äðóãèé êàñêàä º ï³äñèëþâà÷åì

ïîòóæíîñò³.

Ñâîþ íàçâó ö³ ï³äñèëþâà÷³ îäåðæàëè ó çâ’ÿçêó ç òèì, ùî ñïî÷àòêó

âîíè  âèêîðèñòîâóâàëèñü äëÿ ìîäåëþâàííÿ  ìàòåìàòè÷íèõ  îïåðàö³é

(ìíîæåííÿ, äîäàâàííÿ, â³äí³ìàííÿ, äèôåðåíö³þâàííÿ, ³íòåãðóâàííÿ òà ³í.)

â àíàëîãîâèõ îá÷èñëþâàëüíèõ ìàøèíàõ (ÀÎÌ).

²ç ðîçâèòêîì ³íòåãðàëüíî¿ òåõí³êè îáëàñò³ âèêîðèñòàííÿ ÎÏ çíà÷íî

ðîçøèðèëèñü. Íèí³ âîíè âèêîðèñòîâóþòüñÿ â îñíîâíîìó ÿê âèñîêî-

ÿê³ñí³ ï³äñèëþâà÷³ íàïðóãè ïðè ïîáóäîâ³ áóäü-ÿêèõ åëåêòðîííèõ ïðè-

ñòðî¿â. À ÀÎÌ òèì ÷àñîì áóëè âèò³ñíåí³ öèôðîâèìè îá÷èñëþâàëüíè-

ìè ìàøèíàìè.

Ïîøèðåíîìó çàñòîñóâàííþ ÎÏ ñïðèÿþòü ¿õí³ âèñîê³ ïàðàìåòðè. Öå

âåëèêèé êîåô³ö³ºíò ï³äñèëåííÿ çà íàïðóãîþ, ùî ñòàíîâèòü K

U

 = (10

4

-

10

6

); âèñîêèé âõ³äíèé îï³ð êîæíîãî ç âõîä³â – R

âõ

> 400 êÎì; íèçüêèé

âèõ³äíèé îï³ð R

âèõ

< 100 Îì; äîñèòü øèðîêèé ÷àñòîòíèé ä³àïàçîí – â³ä

íóëÿ äî îäèíèöü ìåãàãåðö.

Çà íèìè ÎÏ äëÿ áàãàòüîõ çàñòîñóâàíü íàáëèæàþòüñÿ äî ³äåàëüíîãî

ï³äñèëþâà÷à, ùî ìàº:

1) K

U

® ¥

;

2) äâà ñèìåòðè÷íèõ âõîäè ç R

âõ

® ¥

;

3) R

âèõ

®

0;

4) áåçê³íå÷íèé ä³àïàçîí ÷àñòîò ï³äñèëþâàíîãî ñèãíàëó.

Ïðè öüîìó çàçíà÷èìî, ùî ÿê ë³í³éí³ ï³äñèëþâà÷³ ó äåñÿòêè òèñÿ÷

ðàç³â ðåàëüí³ ÎÏ íå çàñòîñîâóþòü, áî ¿õí³é êîåô³ö³ºíò ï³äñèëåííÿ (ÿê ³

³íø³ ïàðàìåòðè) – âåëè÷èíà âêðàé íåñòàá³ëüíà (íàïðèêëàä, ï³ä ä³ºþ

òåìïåðàòóðè).

Óìîâíå ïîçíà÷åííÿ ÎÏ íàâåäåíå íà ðèñ. 4.7,à (íà ðèñ. 4.7,á,â íàäàíî

óìîâí³ ïîçíà÷åííÿ, ïðèéíÿò³ ó äåÿêèõ çàðóá³æíèõ êðà¿íàõ).

Âõ³ä, íà ÿêèé ïîäàíî U

² 

íàçèâàºòüñÿ ³íâåðòóþ÷èì, à U

Í

 – íå³íâåð-

òóþ÷èì.