Differensial kuchaytirgich

Differensial kuchaytirgich
Differensial kuchaytirgich (DK) ikki tebranish kuchlanishining ayirmasini kuchaytiruvchi O‘TKdir. U ko‘priksimon tuzilishga ega bo‘lib, ikkita kirish va ikkita chiqish klemmalariga ega. 6.41-rasmda ko‘rsatilgan sxemada ko‘prik R_K1 = R_K2 rezistorlar va T₁ va T₂ tranzistorlardan tashkil topgan. Uning bir diagonaliga E_k manba ulansa, ikkinchisiga - R_H nagruzka rezistori ulanadi. Agar sxemadagi mos elementlar o‘zaro teng bo‘lsa, sistema simmetrik bo‘lib, ko‘prik muvozanatda bo‘ladi.

6.41- rasm. Differensial kuchaytirgich
Agar kirish signali ta’sir etmasa, E_k manba ta’sirida R_K1 va R_K2 rezistorlardan bir xil tok o‘tadi (I_K1 = I_K2) va T₁ va T₂ tranzistorlar-ning kollektor kuchlanishlari o‘zaro teng bo‘ladi: U_K1=U_K2. SHuning uchun nagruzka rezistori I va II chiqishlar oralig‘iga ulansa, undagi kuchlanish nolga teng bo‘ladi (dreyf yo‘q). Sxemaning bunday holati sokinlik rejimi deb ataladi.

Agar baza toklari hisobga olinmasa R_e rezistordan o‘tadigan tok I_K1 + I_K2 ga teng bo‘lib, undagi potensial tushuvi R_e (I_Kl + I_K2) bazalarda tok bo‘yicha manfiy teskari bog‘lanish kuchlanishini hosil qiladi. U tranzistorlarning boshlang‘ich ishchi nuqtasini stabil ushlab turadi. Masalan, harorat, manba kuchlanishi va boshqalar o‘zgarishi sababli I_K1 va I_K2 tok o‘zgarsa, R_e rezistordagi potensial tushuvi ham o‘zgaradi. Bu o‘zgarish har doim bazaga uzatilganda baza kuchlani­shi boshlang‘ich o‘zgarishga teskari yo‘nalishdagi tok o‘zgarishiga olib keladi. Natijada I _K1 + I _K2 = const bo‘lib qoladi.

Kuchaytirgichga signal ta’sir etishini 2 ta xususiy holga ajratish mumkin:

1) Ikkala kirishga son jihatdan teng va bir xil fazali – sinfaz signallar ta’siri;

2) Ikkala kirishga son jihatdan teng, lekin qarama-qarshi fazali – ayirma yoki differensial sig­nallar ta’siri.

Birinchi holda T₁ va T₂ tranzistorlarning baza kuchlanishlari bir xil miqdorga o‘zgaradi: ΔU_bl = ΔU₆₂ = U_kir1 - U_kir2. Kollektor toklarining o‘zgarishlari ham o‘zaro teng bo‘ladi, SHuning uchun kollektor kuchlanishlari ham bir xil o‘zgarishga uchraydi va I va II chiqishlar orasidagi natijaviy kuchlanish nolga teng (sokinlik rejimiga o‘xshash). Demak, DK ideal bo‘lsa, undan bir xil fazali – sinfaz signallar o‘tmaydi.

Ikkinchi holda kirishlarga ta’sir etuvchi signal­lar qarama-qarshi fazada bo‘lgani uchun ΔI_K kollektor tokining o‘zgarishlari miqdor jihatdan teng bo‘lib, o‘zaro teskari fazada o‘zgaradi, ya’ni bazasiga musbat kuchlanish qo‘yilgan tranzistordagi tok kamaysa, man­fiy kuchlanish qo‘yilgani – ortadi. SHunga ko‘ra kol­lektor kuchlanishlaridan biri ortsa, ikkinchisi kamayadi va ularning miqdori o‘zaro teng bo‘ladi. SHuning uchun chiqish kuchlanishi ularning ayirmasiga teng bo‘­lib noldan farq qiladi: U_chiq= U_chiq1 - U_chiq2. Demak, DK qarama-qarshi fazadagi kirish signallarini kuchaytirar ekan. Bunda hap bir kaskad mustaqil kuchaytirgich bo‘lib xizmat qiladi. Kirish signali kuchaytirgich kirishlaridan faqat bittasiga ta’sir etgan holni kuraylik. Misol uchun U_kir1 > 0, U_kir2=0 bo‘lsin. Bunda boshlang‘ich paytda I_k1 tok ΔI_k1 ga ko‘payib, I_k2= const bo‘ladi. SHuning uchun (I_k1 + ΔI _k1)+ I_k2 yig‘indi tok ortadi va teskari bog‘lanish ishga tushadi. Natijada T₁ tranzistordagi tok I_k1 + bo‘lsa, T₂ tranzistordagi tok – I_k2 - bo‘lib, birinchi chiqish kuchlanishi kamayadi; ikkinchi chiqishdagi kuchlanish ortadi. Natijaviy chiqish kuchlanishining o‘zgarishi oldingi holdagidan ikki marta kichik bo‘ladi.

Ko‘pincha kirish signali DKning har ikki kirishiga bir vaqtda berilsa ham, chiqish signali chiqishlarning faqat bittasidan olinadi. Misol uchun chiqish kuchla­nishi ikkinchi chiqishdan olinsin. Unda Yuqoridagi mulohazalarga asosan, birinchi kirishga ta’sir etadigan signal bilan chiqish kuchlanishi bir xil fazada, ikkinchi kirishga berilgan signal bilan esa, qarama-qarshi fazada o‘zgarishini aniqlash mumkin. SHunga ko‘­ra birinchi kirish to‘g‘ri (faza o‘zgartmaydigan – invers emas) kirish deb, ikkinchisi esa, faza o‘zgartuvchi (invers) kirish deb ataladi.

DKning kuchaytirish koeffitsienti har bir xususiy hol uchun alohida-alohida aniqlanadi. Masalan, dif­ferensial (ayirma) signalga nisbatan u


ko‘rinishda aniqlansa, har bir chiqishga iisbatan

va
bo‘ladi. Sinfaz signalga nisbatan kuchaytirish koef­fitsienti quyidagicha ifodalanadi:

Real kuchaytirgich ideal simmetriyaga ega bo‘lmagani uchun uning natijaviy chiqish kuchlanishi:

DKning sifati sinfaz signalni so‘ndirish koeffitsienti degan kattalik orqali xarakterlanadi. U dif­ferensial signalni kuchaytirish koeffitsientini sin­faz signalni kuchaytirish koeffitsientiga nisbatiga teng:

6.42- rasm. Differensial kuchaytirgichning amplitudaviy (a) va chastotaviy (b) xarakteristikasi

K uchaytirgich faqat differensial signalni qayd qilishi uchun K_s « K_r bo‘lishi kerak. SHunga asosan Yaxshi DKlarda K_ss = 10⁴10⁶ tartibida bo‘ladi.

6.42-rasmda differen­sial kuchaytirgich-ning amp­litudaviy va chastotaviy xarakteristikalari ko‘rsatilgan. Undan sinfaz signal Yuqori chastotasining chegaraviy qiymati differen­sial signalnikiga qaraganda kichik bo‘lishi ko‘rinadi. U sinfaz signal uchun _vs = C₀R_ekv ning differen­sial signalga nisbatan etarlicha katta bo‘lishi (_vs>_vr) bilan tushuntiriladi. SHunday qilib DKning sifatli ishlashi uchun uning elkalari simmetrikligini ta’minlash kerak. Buning uchun integ­ral mikrosxemalar qo‘llaniladi. 6.43-rasmda bunga misol ko‘rsatilgan. Unda T₁ va T₂ tranzistorlar DK ning negizini tashkil qiladi. T₃ tranzistorda yig‘ilgan zanjir Yuqorida ko‘rilgan sxemalardagi R_e rezistor vazifasini bajaradi. T₄ tranzistor diod ulanishiga ega bo‘lib, T₃ tranzistorning termostabillash zanjiri vazifasini bajaradi.

6.43-rasm. KII8UDI mikrosxema (a) va o‘rta tuzilgan differensial kuchaytirgich (b)