7- mavzu. Differensial kuchaytirgich. Reja

7- mavzu. Differensial kuchaytirgich.


Reja:

1. 
   Differensial kuchaytirgich (DK) haqida tushuncha.
   
2. 
   Simmetrik va Nosimmetrik DK sxemasi.
   
3. 
   DK asosiy parametrlari.
   

1. 
   Differensial kuchaytirgich (DK) haqida tushuncha.
   

Integral kuchaytirgichlar bevosita bog‘langan bosqich sxemalari ko‘rinishida quriladilar. Bu vaqtda bosqichdan bosqichga o‘tganda signal doimiy tashkil etuvchisining o‘zgarishi kuzatiladi. Bu holat esa keyingi bosqichlarni ishlab chiqarishda qiyinchiliklar tug‘diradi. Bu kamchilikni bartaraf etish maqsadida o‘zgarmas kuchlanish sathini siljitish qurilmalari qo‘llaniladi. Ular sath transformatorlari deb VA ataladilar. Bu vaqtda sath siljitish qurilmasi signal o‘zgarmas tashkil etuvchisini keyingi bosqichga o‘zgarishlarsiz uzatishi kerak, ya’ni kuchlanish bo‘yicha kuchaytirish koeffitsiyenti 1 bo‘lishi kerak.

Oldingi ma’ruzada ko‘rib chiqilgan manfiy TAli kuchaytirgich kaskadlar kuchlanish bo‘yicha kichik kuchaytirish koeffitsiyentiga ega bo‘lgan holda yuqori barqarorlikka, nolining dreyfi kichik bo‘lishiga qaramasdan, turli halaqitlar ta’siridan himoyalanmagan. Natijada, kirishga signal berilma-ganda chiqishda yolg‘on signallar paydo bo‘lishi mumkin. Halaqitlar manbai bo‘lib:
1. Yuqori chastotali tebranishlarni generatsiyalovchi turli qurilmalar, masalan, radiouzatgich, yuqori chastotali apparaturalar;
2. Ishlaganida elektr zaryad hosil qiluvchi qurilmalar, masalan, elektr dvigatellar va generatorlar, avtomobillar dvigatellarini o‘t olidirish tizimlari va shunga o‘xshashlar xizmat qiladi.
Halaqitlar signal sifatida elektron asbobga ta’minot manbalari liniyalaridan YOKI signal kiritish va chiqarish zanjirlaridan kirishi mumkin. Hozirgi kunda halaqitlar bilan kurashish uchun ko‘p samarali choralar ko‘rilgan. Ularning VAmasi xalaqit signalini so‘ndirishga yo‘naltirilgan bo‘lib, chuqur manfiy TA kiritish shular jumlasidandir. TA foydali signal kuchaytirish koeffitsiyentini keskin kamayishiga olib keladi, chunki halaqit signali VA, foydali signal VA, bitta kirishga beriladi. Shuning uchun VA signal kuchaytirish koeffitsiyentini, VA hala-qitlarni so‘ndirish koeffitsiyentini oshirish uchun kuchaytirgich:
- halaqit uchun chuqur manfiy TAni ta’minlashi;
- bir vaqtda foydali signal uchun manfiy TAni yo‘qotishi kerak.
Bu talablarga differensial kuchaytirgich (DK) javob beradi. DKda chiqish kuchlanishi har bir kaskad chiqish kuchlanishlarining ayirmasi sifatida shakllanib, ko‘prik sxema ko‘rinishida bo‘ladi. Ko‘prik sxemalar o‘lchashlarning turli xatoliklarini kompensatsiyalash uchun qo‘llaniladi. Bu xatoliklar barqarorlikni buzuvchi omillar hisobiga hosil bo‘ladi.
DKning an’anaviy sxemasi 7.1,a-rasmda keltirilgan. Kuchaytirgich ikkita simmetrik yelkadan tashkil topgan bo‘lib, birinchisi VT1 tranzistor va R_K1 rezistordan, ikkinchisi esa, VT2 tranzistor va R_K2 rezistordan tashkil topgan. R_E rezistor ikkala yelka uchun umumiy. Har bir yelka manfiy TAli UE ulangan kaskadni tashkil etadi. Sxemaning boshlang‘ich ish rejimi I₀ tok bilan aniqlanuvchi BTG YOKI uning o‘rnini bosuvchi katta nominalli R_E rezistor bilan ta’minlanadi.
DK elementlari ko‘prik sxema hosil qiladi. Sxema diagonallaridan biriga ikki qutbli kuchlanish manbai yo Ye_M, ikkinchisiga esa, yuklama qarshiligi R_Yu ulangan. Sxemadan foydalanilgan holda, ko‘prik balansi sharti, ya’ni uning chiqish kuchlanishi nolga teng bo‘ladi:
. (7.1)

a) b)

Э

7.1-rasm. Differensial kuchaytirgich (a) va uning ekvivalent sxemasi (b).

Shart bajarilganda, ya’ni Ye_M kuchlanishlar va ko‘prik yelkalari qarshiliklari o‘zgarsa VA, balans buzilmaydi.

VT1 va VT2 tranzistorlar parametrlari bir xil ( ), bo‘lgan ideal DK xususiyatlarini ko‘rib chiqamiz. bo‘lganda kollektorlar potensiallari U_K1 va U_K2 bir xil, natijada, yuklamadagi chiqish kuchlanishi bo‘ladi. Sxema simmetrik bo‘lgani uchun, kuchlanish manbai va temperatura bir vaqtda o‘zgarganda, chiqish kuchlanishi U_ChIQ =0 qiymati saqlanib qoladi, ya’ni ideal DKda nolning dreyfi bo‘lmaydi.
DK ikkita kuchlanish manbaidan ta’minlanadi. Bu manbalarning kuchlanishlari modul bo‘yicha bir-biriga teng. Ikkinchi manba (-Ye_M)ning ishlatilashi VT1 va VT2 tranzistorlarlarning emitterlari potensiallarini (E nuqta) umumiy shina potensialigacha kamaytirish imkonini beradi. Bu, birinchidan, DK kirishlariga signallar sathini siljitmasdan uzatish (kiritish), ikkinchidan, VA musbat, VA manfiy kirish signallari bilan ishlash imkonini beradi.
DK kirishlariga amplitudalari teng va fazalari bir xil signallar beraylik. Bunday signallar sinfaz signallar deb ataladi. Sinfaz signallar manbai bo‘lib xalaqitlar xizmat qiladi. Agar sinfaz signallar musbat bo‘lsa, VT1 va VT2 tranzistorlarlarning emitter toklari qiymatlari ortadi. Natijada, emitter toki orttirmasi ΔI_E hosil bo‘ladi va u DK yelkalari orasida teng taqsimlanadi, kollektorlar potensiallari bir xil qiymatga o‘zgaradi. Natijada, bu holda VA U_ChIQ =0 bo‘ladi.
Real DKlarda R_K1 ≠ R_K2 bo‘lgani uchun chiqishda kuchlanish hosil bo‘ladi. Sinfaz signallar uchun kuchaytirish koeffitsiyenti K_USF ni hisoblaymiz. DK da R_E rezistor tok bo‘yicha ketma-ket manfiy TA hosil qiladi, tok orttirmasi esa, unda manfiy TA signalini hosil qiladi. Demak, K_USF manfiy TAli kuchaytirgich kaskad uchun yozilgan oddiy formula bilan hisoblanishi mumkin. DKda R_E rezistor emitter zanjirlar uchun umumiy bo‘lgani tufayli R_E o‘rniga 2R_E ishlatish kerak, ya’ni
(7.2)
Amalda sinfaz signal ishchi signaldan minglarcha marta katta bo‘lgani sababli, K_USF<<1 bo‘lishiga intiliniladi. Buning uchun R_E qiymati oshirilishi kerak. Lekin IMSlarda katta nominalli rezistorlarni hosil qilish maqsadga muvofiq emas. Shuning uchun R_E rezistor o‘rniga katta nominalli rezistorning elektron ekvivalentidan foydalaniladi. Bunday ekvivalent bo‘lib o‘zgaruvchan tokka qarshiligi bir necha MOmni tashkil etuvchi BTG xizmat qiladi.
Monolit IMSda kollektor qarshiliklari tarqoqligi ΔR_K yo 3 %dan ortmaydi. Baholash uchun R_Klarning qiymat bo‘yicha katta va kichik tomonga og‘ishi bir xil, lekin ishoralari bilan farq qiladi (eng noxush holat) deb hisoblaylik. Unda R_K =5 kOm, R_E =1 MOm bo‘lganda, K_USF ≈ 0,3·10^-3 tashkil etadi. Shunday qilib, masalan, agar sinfaz signal amplitudasi 1 V bo‘lsa, berilgan K_USF da DK chiqishida 0,3 mV ga teng yolg‘on signal paydo bo‘ladi. Demak, bu holda kuchaytirish haqida emas, balki sinfaz signalni so‘ndirish haqida gapirish o‘rinli bo‘ladi.

2.