Электроника ва

VIII БОБ. КУЧАЙТИРГИЧ ҚУРИЛМАЛАРИ
СХЕМОТЕХНИКАСИ

1. 
   Кучайтиргич параметрлари ва характеристикалари
   

Ўзгармас

ток кучайтиргичлари,

кенг полосали

кучайтиргичлари аналог микроэлектрон аппаратура негиз ҳисобланади.

ва танлов элементлари


Кучайтиргич деб кириш сигнали қувватини кучайтиришга мўлжаллаган қурилмага айтилади. Кучайтириш манбадан энергия истеъмол қилаётган транзисторлар ҳисобига амалга оширилади. Ихтиёрий кучайтиргичда кириш сигнали фақат манбадан энергияни юкламага узатишни бошқаради.
Кучайтиргич хоссаларини ифодалаш мақсадида кучланиш бўйича
U _ ^UЧИК ^p„ I I⁴ _ I^{ЧИК р}чи, P ^РЧИК
Ku - ~ , ток бўйича Ki - ёки қувват бўйича K_P -
^U кир I кир ^Ркир
кучайтириш коэффициентлари қўлланилади. Кучайтиргичлар турли кучайтириш коэффициенти қийматларига эга бўлиши мумкин, лекин доим K_P > 1 бўлади.
Кучланиш бўйича кучайтириш коэффициенти децибелларда (дБ)
KU - 20 lg ^UЧИК - 20 lg KU га тенг. Агар кўп босқичли кучайтиргичнинг
u кИр
кучайтириш коэффициенти децибелларда ифодаланса, у ҳолда кўп босқичли кучайтиргичнинг умумий кучайтириш босқич кучайтириш коэффициентлари йиғиндисига тенг бўлади.

Ku, ДБ	0	1	2	3	10	20	40	60	80
Ku	1	1,12	1,26	1,41	3,16	10	102	103	10^4

Кучайтиргич ўзининг кириш R_Ki_P ва чиқиш R₄i_K қаршиликлари билан, кириш сигнали манбаи - ЭЮК Ег эса ички қаршилик R_r билан характерланади.
Агар кучайтиргичда R_KP >> R_r бўлса, кучайтиргич киришидаги сигнал манбаи Е_Г га яқин кучланиш юзага келтиради. Бундай режим потенциал кириш деб, кучайтиргичнинг ўзи эса кучланиш кучайтиргичи деб аталади.
Агар R_K^_P << R_r бўлса, чиқиш кучланиши ва сигнал манбаи қуввати жуда кичик. Бундай режим ток кириши, кучайтиргичнинг ўзи эса ток кучайтиргичи деб аталади.
Қувват кучайтиргичида ^R_Ki_K' ~ RГ бўлади, яъни кириш сигнали манбаи билан мувофиқлашган бўлади.
^R₄ii_K ва кучайтиргич юклама қаршилиги R-Ю қийматлари
нисбатларини кучланиш кучайтиргичи ( ^R₄n_K << R-ю ), ток кучайтиргичи ( ^R,in_K >> R-ю) ва қувват кучайтиргичи ( ^R₄n_K ~ R-ю) га ажратиш мумкин.
Бундан ташқари, ўзгармас ток кучайтиргичи параметри бўлиб ноль дрейфи ҳисобланади. Ноль дрейфи бу барқарорликни бузувчи таъсирлар (кучланиш манбаи қийматининг тебраниши, температура ва бошқалар) натижасида кучайтиргич элементлари иш режимларининг ўзгариши бўлиб, натижада кучайтиргич чиқишида сохта сигнал юзага келади.
Кучайтиргич одатда сигнални кучайтиришдан ташқари унинг шаклини ҳам ўзгартиради. Кириш ва чиқиш сигналлари шаклининг нормадан оғиши - бузилишлар деб аталади. Улар икки турда бўлиши мумкин: ночизиқли ва чизиқли.
Барча кучайтиргичлар вольт - ампер характеристикалари (ВАХ) ночизиқли бўлган транзисторлардан ташкил топади. Биполяр транзистор ВАХ тўғри чизиқ эмас, балки экспонента шаклига эга. Шу сабабли, синусоидал шаклга эга бўлган кириш сигнали кучайтирилганда, чиқишдаги сигнал шакли қисман синусоидал кўринишга эга бўлади. Чиқиш сигнали спектрида кириш сигналида мавжуд бўлмаган бошқа частотага эга бўлган ташкил этувчилар (гармоникалар) пайдо бўлади. Бу турдаги бузилишлар ночизиқли деб аталади.
Агар кучайтиргич узатиш характеристикаси математик функция кўринишида ифодаланган бўлса, ночизиқли бузилишларни аналитик усулда ҳисоблаш мумкин. Узатиш характеристикаси (8.1 - расм) деганда ўзгармас частотадаги чиқиш сигнали амплитудаси U ЧИ_К нинг кириш сигнали амплитудаси U_КИР га боғлиқлиги тушунилади. Ночизиқли бузилишлар коэффициенти кўп ҳолларда берилган узатиш характеристикасидан график усулда аниқланади.
Чизиқли бузилишлар эса транзистор параметрларининг частотага боғлиқлигидан аниқланади. Кучайтиргичнинг частота хусусиятлари амплитуда-частота характеристикаси (АЧХ) дан аниқланади. АЧХ деганда кучайтириш коэффициентининг частотага боғлиқлиги тушунилади. Идеал АЧХ горизонтал чизиқ ҳисобланади. Реал АЧХ эса камаювчи соҳаларга эга K(f)
бўлади. 8.2 - расмда нормаллаштирилган АЧХ M⁽f⁾ = —— келтирилган. Бу K₀
ерда К₀ - номинал кучайтириш коэффициенти, яъни кучайтириш коэффициенти ўзгармас бўлган частота соҳалари. Одатда частота
бузилишларининг рухсат этилган коэффициент катталиги 3 дБ дан ошмайди.
Дf = fЮ - fП катталиги кучайтиргичнинг ўтказиш полосаси дейилади.

8.1 - расм. 8.2 - расм.

Ўзгармас ток кучайтиргичлари деб ток ва кучланишнинг нафақат ўзгарувчан, балки ўзгармас ташкил этувчиларини ҳам кучайтиришга мўлжалланган қурилмаларга айтилади. Бундай кучайтиргичларнинг паст частотаси нольга тенг (f _П =0), юқори частотаси эса жуда катта (^f _Ю - бир неча ўн МГц) бўлади. Ўзгармас ток кучайтиргичларининг турлари кўп (дифференциал, операцион кучайтиргичлар, сигнал ўзгартирувчи
кучайтиргичлар ва бошқалар).
Интеграл кенг полосали кучайтиргичлар берилган паст частота f_П дан юқори чегаравий частота ^f _Ю гача бўлган кенг частота диапазонидаги сигналларни кучайтирадилар. Кенг полосали кучайтиргичларга қўйиладиган асосий талаб - кириш сигналини f_П дан ^f_Ю гача диапазонда берилган кучайтириш коэффициентида бир текис кучайтириш. Бу вақтда f_П дан ^f_Ю гача оралиқдаги кучайтириш коэффициенти модули 3 дБ (M(f)=0,7) дан ошмаслиги керак. f_Ю частота қиймати бир неча юз мегагерцгача етиши мумкин.