Uploaded by Jamshid Urinov

YPGDPkU8sICkIjwRfyH1bn ctv Ug3Sv

advertisement
Analog IMSlar. Barqaror tok generatori (BTG) sxemasi Darlington juftligi.
Uilson tok kо‘zgulari sxemasi
Analog IMSlar. Barqaror tok generatori (BTG) sxemasiDarlington juftligi.
Uilson tok ko‘zgulari sxemasi
Reja:
1.
Ideal tok generatori
2.
BTG ta’rifi
3.
Sodda BTG sxemasi
Ideal tok generatori
Ideal tok generatorining yuklamaga uzatayotgan tok qiymati yuklama
qiymatiga bog‘liq bо‘lmaydi.
3.1.-rasm. Ideal tok generatori sxemasi va VAXi.
BTning UE ulanish sxemasidagi chiqish xarakteristikalar oilasi real tok
generatori VAXsiga aynan о‘xshaydi.
Shu sababli tok generatorlarini yasashda BTlar qо‘llaniladi.
3.2.-rasm. BTning UE ulanish sxemasidagi chiqish xarakteristikalar oilasi
BTG ta’rifi
Ixtiyoriy zanjirdan avvaldan belgilangan qiymatli tok oqishini ta’minlovchi
elektron qurilma barqaror tok generatori (BTG) deb ataladi. Yuklamadan oqayotgan
tokning qiymati
kuchlanish manbai, zanjir parametrlari va temperatura
о‘zgarishlariga bog‘liq bо‘lmaydi.
BTGning vazifasi kirish kuchlanishi va yuklama qiymati о‘zgarganda chiqish
toki qiymatini о‘zgarmas saqlashdan iborat bо‘lib, ular turli funksional vazifalarni
bajaruvchi analog va raqamli mikrosxemalarda ishlatiladilar.
3.3.-rasm. Sodda BTG sxemasi
Sxemada I1 tok zanjiriga tо‘g‘ri siljitilgan diod ulanishli VT1 tranzistor
ulangan (tayanch tranzistor). U juda kichik qarshilikka ega. Shuning uchun VT1
kuchlanish generatori vazifasini о‘taydi. U RYU boshqariluvchi zanjir bilan ketma
– ket ulangan VT2 tranzistorning emitter – baza о‘tishini kuchlanish bilan
ta’minlaydi.
VT2 tranzistor emitter – baza kuchlanishi bilan boshqarilgani uchun uning
xususiyatlari UB sxemaning xususiyatlariga mos keladi. Ma’lumki, UB ulangan
sxemada aktiv rejimda kollektor toki kollektordagi kuchlanishga deyarli bog‘liq
bо‘lmaydi. Shuning uchun ixtiyoriy RYU dan о‘tayotgan tok I2 tayanch kuchlanish
UEB2 bilan aniqlanadi. Amalda I2 = I1.

IE1 va IE2 toklar yuqori aniqlikda
I Э  I 0 exp(U БЭ / Т ) (1)
ifoda bilan approksimatsiyalanadi, bu yerda I0 – teskari siljitilgan EО‘ning
tо‘yinish toki.

Tranzistorlarning IE0 va φT parametrlari aynan bir xil bо‘lgani uchun UBE1=
UBE2 shartdan
(2)
I Э1  I Э 2
Sxemadan I1  I Э1  I Б 2 va I 2  I K 2  I Э 2  I Б 2 kelib chiqadi.
(2)ni e’tiborga olgan holda I 2  I1  2I Б 2 (3) yozish mumkin.
Baza toki kollektor tokidan 50÷100 marta kichik bо‘ladi. Shuning uchun,
hisoblashlarda I2 = I1 deb olish mumkin. Bundagi xatolik 1÷2% dan oshmaydi.
Demak, RYU yuklama zanjiridagi chiqish toki, zanjir qanday bо‘lishidan
qat’iy nazar, kirish tokini ham qiymat, ham yо‘nalish bо‘yicha takrorlaydi. Kirish
toki qiymatiga kelsak, u yetarli aniqlik bilan
I1  ( EМ 1  0.6) / R (4) ga teng.
I1 tokning о‘zgarmasligi barqarorlashgan kuchlanish manbai YEM1 dan
foydalanish hisobiga erishiladi. Natijada I2 tokning zanjir parametrlari YEM2 va
RYU ga bog‘liqligi yо‘qotiladi.
Lekin bunday BTGda I2 tokning temperatura bо‘yicha barqarorligi
ta’minlanmaydi, chunki baza toki IB2 temperatura о‘zgarishlariga juda bog‘liq.
I2 tokning temperatura bо‘yicha barqarorligini ta’minlash uchun murakkabroq
sxemalardan foydalaniladi.
Barqaror tok generatori
Barqaror tok generatori yoki manbai (BTG) katta nominalga ega bо‘lgan
rezistorning elektron ekvivalenti hisoblanadi. BTG qarshiligi RYU yuklamaga
ketma – ket ulangan maksimal bо‘lishi mumkin bо‘lgan qarshilikdan ancha
katta bо‘lishi kerak. Bu vaqtda BTG yuklamadan kattaligi uning qarshiligi va
boshqa ta’sirlarga bog‘liq bо‘lmagan tok oqib о‘tishini ta’minlaydi. Ma’lumki,
qarshiligi birlik MOm ga teng bо‘lgan rezistorlarni integral sxema kо‘rinishida
yasash mumkin emas.
8.6 a - rasmda BTG prinsipial sxemasi keltirilgan.
a)
b)
8.6 – rasm.
Bu yerda YU elementi nochiziqli yuklama, YE1 – barqarorlangan kuchlanish
manbaini bildiradi. Rezistor R0, hamda diod ulanish sxemasidagi VT1 tranzistor
VT2 tranzistor sokinlik rejimini ta’minlash va barqarorlash uchun hizmat qiladi.
VT2 uchun ishchi nuqta uning chiqish xarakteristikasining pologoy qismida
joylashadi (UB sxemadagi BT chiqish xarakteristikasi rasmiga qarang). UB
ulanish sxemasida tranzistor juda katta chiqish differensial qarshiligiga ega
bо‘ladi (birlik MOm gacha). Ulanish sxemasiga kо‘ra ikkala tranzistorning ham
baza – emitter kuchlanishlari UBE bir xil bо‘ladi. IB2 toki IE2 tokidan yuz martaga
kichik. Shu sababli, bu tokni hisobga olmasak, IE1 IE2 ga teng bо‘ladi, demak I2=
I1. Natijada I2 chiqish toki I1 tokni aks ettiradi. I2 toki deyarli VT2 tranzistor
kollektor о‘tishidagi kuchlanishga bog‘liq bо‘lmaganligi sababli, YE2
kuchlanish yoki yuklamadagi qarshilik qiymatlari о‘zgarsa ham bu tok qiymati
deyarli о‘zgarmas qoladi.
Kirish toki I1 ni о‘zgartirib, chiqish toki I2 ni boshqarish mumkin. Buning uchun
tranzistorlarning emitter zanjirlariga R1 va R2 rezistorlar ulanadi. Bunday
qurilma aktiv tok transformatori deb ataladi (8.6 b - rasm). 8.6 b – rasmdan
quyidagi tengsizlik kelib chiqadi:
U1 IE1R1 U2 IE2R2 Agar R1 va
R2
qarshiliklar nominallari bilan farq qilsalar, u holda I2 tok I1 tokni yoki
“kattalashgan” yoki “kichraygan” masshtabda “aks ettirishi” mumkin.
8.5. О‘zgarmas kuchlanish sathini siljitish qurilmasi
Integral kuchaytirgichlar bevosita bog‘langan bosqich sxemalari kо‘rinishida
quriladilar. Bu vaqtda bosqichdan bosqichga о‘tganda signal doimiy tashkil
etuvchisining о‘zgarishi kuzatiladi. Bu holat esa keyingi bosqichlarni ishlab
chiqarishda qiyinchiliklar tug‘diradi. Bu kamchilikni bartaraf etish maqsadida
о‘zgarmas kuchlanish sathini siljitish qurilmalari qо‘llaniladi. Ular sath
transformatorlari deb ham ataladilar. Bu vaqtda sath siljitish qurilmasi signal
о‘zgarmas tashkil etuvchisini keyingi bosqichga о‘zgarishlarsiz uzatishi kerak,
ya’ni kuchlanish bо‘yicha kuchaytirish koeffitsiyenti KU 1 bо‘lishi kerak.
Operatsion kuchaytirgichlarda UCHIK sathini siljitish VT1 tranzistorda bajarilgan
emitter qaytargich asosida amalga oshiriladi. Uning emitter zanjiriga R1 rezistor
va VT2 hamda VT3 tranzistorlarda bajarilgan barqaror tok generatorlari ulanadi
(8.7 - rasm). Signal mavjud bо‘maganda UKIR kirish potensiali oldingi bosqich
chiqish kuchlanishining о‘zgarmas tashkil etuvchisi qiymatiga teng bо‘ladi.
UCHIK chiqish potensiali siljitish sxemasi hisobiga
U
UBE1 IE1R1 kattalikka
kamayadi. IE1 tok barqaror bо‘lganligi sababli U siljish kuchlanishi ham
о‘zgarmas bо‘ladi.
R1
Ixtiyoriy UKIR qiymatidaUCHIK chiqish potensiali
nisbatlarni tо‘g‘ri R0
tanlash natijasida nolga teng qilinishi mumkin. BTG dinamik chiqish qarshiligi
R1 dan ancha katta bо‘lganligi sababli, siljish sxemasida signal deyarli
sо‘nmaydi.
8.7 – rasm.
8.6. Differensial kuchaytirgichlar
Differensial kuchaytirgich (DK) deb ikki kirishga ega bо‘lgan kuchaytirgichga
aytiladi. Uning chiqishidagi signal kirish signallari farqiga proporsional bо‘ladi.
8.8 – rasmda sodda simmetrik DK sxemasi keltirilgan. Kuchaytirgich ikkita
simmetrik yelkaga ega bо‘lib, birinchi yelka VT1 tranzistor va RK1 rezistordan,
ikkinchi yelka esa VT2 tranzistor va RK2 rezistordan tashkil topgan. Sxemaning
dastlabki ish rejimi IE toki yordamida ta’minlanadi. Bu tokning barqarorligi esa
barqaror tok generatori (BTG) tomonidan ta’minlanadi.
8.8 – rasm.
Mazkur sxema 8.5 – rasmdagi sxemaga aynan о‘xshashligini kuzatish mumkin.
Buning uchun R2 va R3 rezistorlarni VT1 va VT2 tranzistorlar bilan
almashtirish va R1= RK1, R4= RK2 deb hisoblash kerak. Agar RK1 va RK2
qarshiliklar bir – biriga teng bо‘lsa va VT1 tranzistor parametrlari VT2 niki
bilan bir xil bо‘lsa, u holda bu sxema simmetrik bо‘ladi.
Amaliyotda tо‘rtta ulanish sxemalardan ixtiyoriy biridan foydalanish mumkin:
simmetrik kirish va chiqish, simmetrik kirish va nosimmetrik chiqish,
nosimmetrik kirish va simmetrik chiqish, nosimmetrik kirish va chiqish.
Simmetrik kirishda kirish signali manbai DK kirishlari orasiga (tranzistorlarning
bazalari orasiga) ulanadi. Simmetrik chiqishda yuklama qarshiligi DK
chiqishlari oralig‘iga (tranzistorlarning kollektorlari orasiga) ulanadi.
Shuni ta’kidlash kerakki, DK kuchlanishlari qiymati (moduli bо‘yicha) bir –
biriga teng bо‘lgan ikkita manbadan ta’minlanadi. Ikki qutbli manbadan
ta’minlanish sokinlik rejimida umumiy shinagacha tranzistor baza
potensiallarini kamaytirishga imkon beradi. Bu holat DK kirishlariga
signallarni qо‘shimcha sath siljitish qurilmalarini kiritmasdan uzatishga imkon
yaratadi.
Ikkala yelka ideal simmetrikligida kirish signallari mavjud bо‘lmaganda
(UKIR1=0, UKIR2=0) kollektor toklari va tranzistorlarning kollektor potensiallari
bir xil bо‘ladilar, chiqish kuchlanishi esa UCHIK1,2 =0. Sxema simmetrik
bо‘lganligi sababli, tranzistor xarakteristikasining sabablarga bog‘liq bо‘lmagan
ravishda ixtiyoriy о‘zgarishi, ikkala yelka toklarinig bir xil о‘zgarishiga olib
keladi. Shu sababli sxema balansi buzilmaydi va chiqish kuchlanishi dreyfi
deyarli nolga teng bо‘ladi.
DK ikkala kirishiga fazasi va amplitudalari bir xil bо‘lgan signal (sinfaz signal)
berilsa UKIR1=UKIR2 , yelkalarning simmetrikligi va
BTGning mavjudligi tufayli kollektor toklari о‘zgarmaydi va ular о‘zgarishsiz
va bir - biriga tengligicha qoladi.
IK1
IK2
0,5 IE
bu yerda
- emitter tokining uzatish koeffitsiyenti.
Demak, kollektor potensiallari tengligicha qoladi, chiqish kuchlanishi esa UCHIK
UK1 UK2 0. Bu deganiki, idel DK sinfaz kirish signallariga sezirsiz.
Agar kirish signallari amplitudasi bо‘yicha bir xil, lekin fazalari qarama – qarshi
bо‘lsa, u holda ular differensial deb ataladi. Differensial signal ta’siri natijasida
bir yelkadagi tok ikkinchi yelkadagi tok kamayishi hisobiga ortadi IE1
IE2 , chunki toklar yig‘indisi doim IE(IE1 IE2 IE) . Bir tranzistor kollektori
potensiali kamayadi, ikkinchisiniki esa xuddi shu qiymatga kamayadi. DK
chiqishida potensillar farqi hosil bо‘ladi, demak, chiqish kuchlanishi
UCHIK1,2 UCHIK1 UCHIK2 .
Umumiy emitter ulanish sxemasida ishlaydigan kuchaytirgich tahlili
natijalaridan foydalangan holda, differensial signal (simmetrik kirish va
chiqishga ega bо‘lgan) ning kuchaytirish koeffitsiyenti qiymatini olamiz
KU
S(RK // rKE)
Ideal DKlarda sinfaz signallarni sо‘ndirish natijasida nol dreyfi mavjud
bо‘lmaydi. Turli temperatura о‘zgarishlari, shovqinlar va navodkalar sinfaz
signal bо‘lishi mumkin. Real DKlarda yelkalarning absolyut simmteriyasiga
erishish mukin emas, shuning uchun nol dreyfi mavjud bо‘lib, u juda kichik
qiymatga ega bо‘ladi. Differensial kirishda, ya’ni kirish simmetrik bо‘lganda,
DK kirish qarshiligi sxemaning chap va о‘ng yelkalari kirish qarshiliklari
yig‘indisiga RKIR1 RKIR2 teng bо‘ladi, chunki bu qarshiliklar signal
manbaiga nisbatan ketma – ket ulanadi. Shunday qilib, RKIR12
RKIR1
RKIR2 2rKIR, bu yerda rKIR - UE sxemasida ulangan tranzistorning kirish
qarshiligi. rKIR kattaligi tranzistorning sokinlik toki Ib ga bog‘liq bо‘ladi.
Shuning uchun kirish signalini oshirish uchun kuchaytirgichni kichik toklar
rejimida ishlatish kerak.
Differensial kuchaytirgichning kuchaytirish koeffitsiyenti kirish signallar
generatorining ulanish va chiqish signalining о‘lchanish usuliga bog‘liq.
DK kuchaytirish koeffitsiyenti simmetrik kirishda ham, nosimmetrik kirishda
ham bir xil bо‘ladi.
Nosimmetrik chiqishda yuklama qarshiligi bir uchi bilan bir tranzistor
kollektoriga, ikkinchi uchi bilan esa – umumiy shinaga ulanadi. Bu vaqtda KU
simmetrik chiqishdagiga nisbatan 2 martaga kichik bо‘ladi.
Yuklama qarshiligi ikkinchi chiqish va umumiy shina oralig‘iga ulangan
bо‘lsin. Agar kirish signali 1 kirishga uzatilsa, u holda chiqish signali fazasi
kirish signali fazasiga mos keladi. Bu vaqtda 1 kirishga “inverslamaydigan”
kirish nomi beriladi. Agar kirish signali 2 kirishga uzatilsa, u holda chiqish va
kirish signallari fazasi bir – biriga qarama – qarshi bо‘ladi va 2 kirish
“inverslaydigan” kirish deb ataldi.
Kichik kirish toklariga ega bо‘lgan maydoniy tranzistorlar qо‘llash natijasida
differensial kuchaytirgich kirish qarshiligini sezilarli oshirish mumkin. Bu
vaqtda r–n bilan boshqariladigan maydoniy tranzistorlarga katta e’tibor
qaratiladi. r–n bilan boshqariladigan, kanali n–turli maydoniy tranzistorlarda
bajarilgan DK sxemasi 8.9 – rasmda keltirilgan. Barqaror tok generatori VT3 va
RI da bajarilgan. RSIL1 i RSIL2 rezistorlari VT1 va VT2 tranzistor zatvorlariga
boshlang‘ich siljishni berish uchun mо‘ljallangan.
8.9 – rasm.
Download