Логарифмдеуші күшейткіштер

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым министрлігі

Е. А. Бөкетов атындағы Қарағанды Мемлекеттік университеті

Физика факультеті

Радиофизика және электроника кафедрасы

050719 - «Радиотехника электроника және телекоммуникация»

Пән: Электроника және аналог құрылғылардың схемотехникасы 2

Тақырыбы: Логарифмдеуші күшейткіштер

Тексерген: .

Орындаған:

Қарағанды-2009

Жоспар

Кіріспе… . . . 3

Логарифмдеуші күшейткіш . . . 5

Қорытынды . . . 10

Қолданылған әдебиеттер . . . 11

Кіріспе.

Әртүрлі корпустағы және бірнешеуі бір корпустағы операциялық күшейткіштер.

Операциялық күшейткіштер ( ОК , OpAmp ) -Тұрақты тоқ күшейтуге арналған дифференциалды күшейткіш. Көбінесе жоғары күшейту коэффициенті бар бір шығысы болады

Операциялық күшейткіш көбінесе кері байланысы бар сұлбаларда қолданылады. Ол операциялық күшейткіштің жоғары кұшщейту коэфиценті, сұлбаның сигналды беру коэффицентін анықтайды.

Лампалдық операциялық күшейткіш K2-W

Бірінші лампалық ОК 1940ж жұп триод негізінде жасалған. 1963 ж инжинер Роберт Видлар алдғашщқы болып интегралдық ОК-- μA702 жасалды

9-транзистордан тұратын құрылғы 300 доллар тұрып, әскери техникада қолданылды. Алғашқы қол жетерлік -μA709- интегралды ОК-ті де Видлард жасап 1965 жылы сатыла бастады. 300 доллардан 10 долларға бағасы түскенімен, автоматтандырылған өнеркәсіпте болмаса, жай адамдарға ол қымбат болып қала берді .

ОУ 741 TO-5 корпус ішінде

1967 жылы Видлар LM101, кейін 1968 жылы ең алғаш жиілдікті коррекциялайтын μA741 ОК шығарды. μA741 LM101 қарағанда тұрақты, қолданылуда оңайлы болды. Бүгінгі күннің өзінде де өңдірушілер бұл классикалық чипті шығарады. «741» аты арқылы тануға болады. Кейін ОК басқа элементтік базада жасалып : n-p ауысулы өрістік транзистор(1970ж) және изаляцияланған каналмен (1980ж), сипаттамаларын әлденше жақсартты.

Қолдану облысы

*Алғашкүшейткіштер (предусилители) және дыбыстық және вилдеожиіліктік буферлік күшейткіштер диапазонында

* Кернеу компараторында

* Дифференциалы күшейткіштер

* Дифференциаторларда және интеграторларда

* Сүзгілерде

* Дәлдігі жоғары түзеткіштерде

* Генератор сигналдарында

* Кернеу және тоқ тұрақтандырғыштарда

* Аналогтық-сандық түрлендіргіштерде

Логарифмдеуші күшейткіштер .

Логарифмдеуші күшейткіштер үлкен диапазонда өзгеретін сигналдарды бір шкалада көрсету үшін қолданылады. Бұл жерде шкаланың бір бөлігі, өзгермелі параметрдің өзгеруі бір декадаға тиіс болу мүмкін.

Акустикалық өлшеулердегі дыбыстың тығыздық шамасын өлшегенде дицибелмен көрсетіледі. Индикация құрылғыға дейін логарифмдік күшейткішті қоссақ біз нәтижені дицибелмен алуға болады. Кейбір өлшеуіш құрылғыларда 70 тен 120 дБ дейін дыбыс диапазонды бір сызықты шкалада көрсетеді

Логарифмдік күшейткіштер арқылы біз дыбыс дәрежесін осциллограф экранында көруге болады. Негізгі физикада уақыт бойынша экспоненциалды өшу қүбылыстар көп. Экспоненциалды өшу осциллограф экранында түзу сызық болып көрінеді, ал оның көлбеулігін өлшеу жеңіл. Сондықтан бұндай

түзу көріністерде логарифмдік күшейткіштерді қолдану тиімді.

Қарапайым логарифмдік күшейткіштің сұлбасы:

(1-сурет)

Бұл желде стандартты инверсия жасайтын күшейткіш шартты жермен (мнимая земля) , кері байланыста транзистормен жалғанған. Тізбектей жалғанған R ₅ резистор, күшейткіштің шығысындағы транзистордың

база-эмиттер ауысу арқылы үлкен сигналдардың өтуін шектеу үшін қойылған. Биполярлы транзистордың эмиттерлік тоғы, база-эмиттер кернеумен p-n ауысудың волть-амперлік сипаттамасымен байланысты.

I _E =I ₀ ’exp(eV _БE /kT)

I _K ≈ I _E сондықтан

I _К =I ₀ ’exp( eV _БE / kT),

Мұндағы: I ₀ ’- кері тоқ,

е-электрон заряды, Т-абсолют температура. Немесе натурал логарифмге көшсек,

ln I _К = ln I ₀ ’ + eV _БE /kT,

бұл дегеніміз

V _БE =kT/e*ln* I _К / I ₀ ’. (1)

Инверсия жасайтын ОК (операциялық күшейткіш) шығысындағы шартты жердің (мнимая земля) болжамымен

I _F =I _I =V _I /R ₁

аламыз.

Бұл сұлбаның ерекшелігі, I _F кіріс тоқ, транзистордың I _К коллектор тоғы болып табылады, бұл

I _К =I _F =V _I /R _1.

Бірақ эмиттер-база ауысуы шығыс пен жерге тура жалғанған, сондықтан шығыс кернеу:

V ₀ = V _БE =kT/e*ln* I _К / I’ _K (1) теңдеуден

= kT/e*ln* V _I /R ₁ I ₀ ’ (2)

Сөйтіп біз шығыстағы кернеу, кіріс кернеудің натурал логарифміне пропорционал екенін таптық . Бұл байланысты: log ₁₀ x=ln x log ₁₀ e арқылы корсетуге болады. Сондықтан

V ₀ = kT/e* log ₁₀ (V _I /R ₁ I ₀ ’) / log ₁₀ e (3)

Қарапайымрақ жазсақ:

V ₀ = b log ₁₀ V _I + c, (4)

Мұндағы b және c-тұрақты.

2-суреттегі Логарифмдік күшейткіштің өтпелі сипаттамасы берілген:

2-сурет

Егер шығыс сипаты 4 декада арасынлда өзгерсе, щығыс кернеу аз мөлшерде тербеледі, шамамен 0, 3 В ғана. Сұлба, шығыс кернеу шамасы аз болғанда, R ₄ патенциометрі баптауына қатысты критикалық болады.

Сондықтан баптауды жеңілдету үшін R ₃ резисторы қосылған. Кірісті тұйықтағанда бұл баптаушы сұлба арқылы кұшейткіштің кірісінде ноль - 0- орнатылдалды. Онда кері бюайланыстағы транзистор тоғы өте аз болып, кері байланыс тіптен болмайды. Сондықтан ол баптайтын ауытқуға (регулировка смещения) өте сезгіш .

Кіріс кернеулдің диапазоны шектелумен қатар, бұл қарапайым сұлбада, тағы бір кемшілік бар: ол транзисторлдың волдьт-амперлік сипаттамасындағы kT/e көбейткіштерінен температураға сезгіштігі. Бұл екі кемшілікті баска жақсырақ сұлбамен жеңуге болады (2-Сұлба) .

(3-сурет) .

Күшейтуді жоғарлату және температураны компенсациялау үшін 3- сурет екінші каскад қосылған. Температуралық компенсация екінші транзистордың Т ₂ база-эмиттер ауысу арқылы жүзеге асыралы. Басқаша айтқанда негізгі логарифмдеуші Т ₁ транзистордың жүмысына қарсы жұмыс істейді деуге болады. Жұмыс істейтін диапазонында, Т ₂ транзистор арқылы өтетін тоқ өте аз мөлшерде өзгереді. Сондықтан бұл транзисторда сигналдың өзгеруі, түрленуі болмайды. Бірақ Т ₂ транзистор Т ₁ транзистор сияқты температуралық өзгеріске үшырайды. (Өйткені Т ₁ транзистордағы база-эмиттер арасындағы потенциялдар өзгерісін Т ₂ транзистор компенсациялап тұрады)

Айналадағы температура бірдей әсер ету үшін Т ₁ және Т ₂ транзисторларды сұлбаға, платаға орнатқанда бір-біріне жақын орналастырған жөн. Бұндай дәрежеге жету үшін KLM394N “сверхсогласованный” “жоғарыкелісілген” жұп транзистор арқылы жүзеге асыруға болады. Жоғары жиіліктерде бұндай шарттарды сақтау үшін екі күшейткіштің кері байланыс сұлбасына шунтирующи конденсаторлар С ₁ және С ₂ қосылған.

R ₈ потенциометр арқылды жалпы (күшейткіш) коэффицентті белгілеп, кіріс сигналдың 10 дБ өзгерісі, шығысында санауға ыңғайлы 1В кернеу беруге мүмкіндік береді.