18- mavzu. Operatsion kuchaytirgichlar asosidagi analog signallar o‘zgartirgichlari Reja

18- mavzu. Operatsion kuchaytirgichlar. Operatsion kuchaytirgichlar asosidagi analog signallar o‘zgartirgichlari
Reja:

1. 
   Umumiy ma’lumotlar. Analog integral mikrosxemalarning negiz elementlari.
   
2. 
   Operatsion kuchaytirgichlarning (OK) tuzilishi. OK asosiy parametrlari va xarakteristikalari.
   
3. 
   OKlarga inersiyasiz rezistiv (chiziqli) teskari aloqali zanjirlarning ulanishi.
   

Operatsion kuchaytirgich (ОК) deb, analog signallar ustidan turli amallarni bajarishga mo‘ljallangan, differensial kuchaytirish prinsipiga asoslangan, kuchlanish bo‘yicha katta kuchaytirish koeffitsiyentiga ega bo‘lgan (К_U=10⁴÷10⁶) integral o‘zgarmas tok kuchaytirgichiga aytiladi. Bunday amallarga qo‘shish, ayirish, ko‘paytirish, bo‘lish, integrallash, differensiallash, masshtablash kabi matematik amallar kiradi. Hozirgi kunda OKlar analog va raqamli qurilmalarda kuchaytirish, cheklash, ko‘paytirish, chastotani filtrlash, generatsiyalash, signallarni barqarorlashda qo‘llanilib kelmoqda. Buning uchun OKlarga musbat va manfiy teskari aloqa (TA) zanjirlari kiritiladi. TA zanjirlari yordamida OKlar yuqorida qayd etilgan amallarni (operatsiyalarni) bajaradilar. Qurilmalarning nomi ham shundan kelib chiqadi.
OKning elektr sxemalarda keltiriladigan shartli belgisi 8.1, a – rasmda ko‘rsatilgan bo‘lib, uning tarkibidagi ulanish elektrodlari, umumiy shina va tashqi tahrirlovchi elementlar ko‘rsatilmaydi. OKlarning standart grafik belgilanishi 8.1, b – rasmda ko‘rsatilgan. Sxemada kuchlanish manbaiga ulanish elektrodlaridan tashqari, kuchaytirgichning talab etilgan logarifmik ACHX ko‘rinishini shakllantiruvchi chastotani korreksiyalovchi elektrodlar ham ko‘rsatilgan.
a)

18.1 – rasm. OKning shartli (a) va standart grafik (b) belgilanishi.

OK ikkita kirishga ega: inverslaydigan (aylana yoki “-” ishora bilan belgilangan) va inverslamaydigan. Agar signal OKning inverslaydigan kirishiga berilsa, u holda chiqishdagi signal 1800 ga siljigan, ya’ni inverslangan bo‘ladi. Agar signal OKning inverslamaydigan kirishga berilsa, u holda chiqishdagi signal kirish signali bilan bir xil fazada bo‘ladi.
OKda ikki qutbli (±3 V... ±20 V) kuchlanish manbai qo‘llaniladi. Bu manbalarning ikkinchi qutblari, odatda, kirish va chiqish signallari uchun umumiy shina bo‘lib hisoblanadi va ko‘p hollarda OKga ulanmaydi.
OKlar o‘z xususiyatlariga ko‘ra ideal kuchaytirgichlarga yaqin. Ideal kuchaytirgich: cheksiz katta kuchaytirish koeffitsiyentiga; cheksiz katta kirish qarshiligi; nolga teng bo‘lgan chiqish qarshiligiga; inverslaydigan va inverslamaydigan kirishlarga, bir xil signal berilganda nolga teng bo‘lgan chiqish kuchlanishiga, cheksiz katta keng o‘tkazish polosasiga ega.
OKlar rivojlanishning uch bosqichidan o‘tdilar.
Birinchi bosqichda universal OKlar ishlab chiqilgan. Birinchi avlod OKlari n – p – n turli tranzistorlar asosida uch kaskadli tuzilma sxemasi bo‘yicha qurilgan bo‘lib, ularda yuklama sifatida rezistorlar qo‘llanilgan. Bunday OKlarga K140UD1 va K140UD5 turdagi kuchaytirgichlar kiradi. Bu OKlarning asosiy kamchiligi uncha katta bo‘lmagan kuchaytirish koeffitsiyenti (KU = 300÷4000) va kichik kirish qarshiligi (RKIR ≈ 4 kOm) edi.
Ikkinchi bosqich OKlarida bu kamchiliklar yo‘qotilgan, chunki ular ikki kaskadli sxemalardan tuzilgan. Tok bo‘yicha katta kuchaytirish koeffitsiyentiga ega bo‘lgan tarkibiy tranzistorlar qo‘llash va yuklamadagi rezistorlarni dinamik yuklamalarga almashtirish yo‘li bilan xarakteristikalarning yaxshilanishiga erishilgan. Barqaror tok generatorlari dinamik yuklamalar bo‘lib, ular o‘zgaruvchan tokka nisbatan katta qarshilik qiymatini ta’minlaydilar. Ikkinchi avlod ba’zi OKlarida kirish kaskadi p – n o‘tish bilan boshqariladigan n – kanalli MTlar asosida differensial sxema bo‘yicha bajarilgan. Bu holat OK kirish qarshiligini oshirishga imkon berdi. Ikkinchi avlod integral OKlariga К_U = 45000 bo‘lgan K140UD7 turdagi kuchaytirgich kiradi. Uning kamchiligi – tezkorligining chegaralanganligi.
Uchinchi bosqich OKlari bir vaqtning o‘zida yuqori kirish qarshiligi, katta kuchaytirish koeffitsiyenti va yuqori tezkorlikka ega. Bunday OKlarning o‘ziga xosligi shundaki, ularda tok bo‘yicha juda katta kuchaytirish koeffitsiyenti (β = 10³ ÷ 10⁴) ga ega bo‘lgan tranzistorlar qo‘llanilgan. Uchinchi avlod integral OKlariga K140UD6 turdagi kuchaytirgichlar kiradi. To‘rtinchi avlod (maxsus) OKlarining ba’zi parametrlari rekord qiymatlarga ega. Ularga, masalan, kuchlanish bo‘yicha juda katta kuchaytirish koeffitsiyenti (К_U = 10⁶) ga ega bo‘lgan K152UD5 turdagi, chiqish kuchlanishining ortish tezligi yuqori (75 В/mks dan katta) bo‘lgan K154UD2 turdagi va kichik iste’mol toki (0,5 mA dan kam) ga ega bo‘lgan K140UD12 turdagi OKlar kiradi.

Uch kaskadli OK prinsipial sxemasi.