«Kompyuter injiniring» fakulteti «Kompyuter injiniring» baǵdarı

ÓZBEKSTAN RESPUBLIKASÍ INFORMACIYALÍQ TEXNOLOGIYALARÍ HÁM KOMMUNIKACIYALARÍN RAWAJLANDÍRÍW MINISTRLIGI
MUHAMMED AL-XOREZMIY ATÍNDAǴI TASHKENT INFORMACIYALÍQ TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI NÓKIS FILIALÍ

«Kompyuter injiniring » fakulteti « Kompyuter injiniring » baǵdarı

2-kurs 3001-topar student Seytmuratov Karamat
«Elektronika sxemalari 2 » páninen
ÓZBETINSHE JUMISI
Tema: Operatsion kusheytirgishler

Tapsırdı: Seytmuratov Karamat

Qabılladı: Babajanova Tazaxan

Joba :
1 Kirisiw
2 Tiykarg’i bo’lim
3 Juwmaqlawshi bo’lim
4 Paydalanilg’an adebiyatlar

Kirisiw
Operatsion kúsheytgish (OK) - bul kernew boyınsha joqarı kúsheytiw koefficiyenti (104÷106 ), joqarı kirisiw (104107 Om) hám kishi shıǵıw (0, 1÷1 kOm) qarsılıqlarına iye bolǵan ózgermeytuǵın tok kúsheytgishi. OK eki kirisiw hám bir shıǵıwǵa iye. Shıǵıw hám kirisiw degi signallardıń polisine kóre kiriwlerdiń biri inverslaydigan (“-” belgisi menen belgilenedi), ekinshisi - inverslamaydigan (“+”ishorasi menen belgilenedi) dep ataladı.
OKning shártli belgisi 8. 10 a, b - suwretde keltirilgen. Derek bahaları bir- birine teń, lekin ulıwma shinaga salıstırǵanda belgileri teris bolǵan eki derekten támiyinlenedi. Bunıń menen kirisiw signalı ámeldegi bolmaǵanda shıǵıwda nol potensial támiyinlenedi hám shıǵıwda da oń, da teris signal alıw múmkinshiligi júzege keledi. Real OKlarda kernew dáregi ma`nisi ±3 v ÷ ±18 v aralıǵinda jatadı.
Signal ulıwma shinaga jalǵanǵan simmetrik signal dáreginen 1 hám 2 kiriwlerge, yamasa eki bólek dereklerden uzatılıwı múmkin. Bul kiriwlerden biri inverslaydigan kirisiw hám ulıwma shinaga, ekinshisi bolsa - inverslamaydigan kirisiw hám ulıwma shinaga jalǵanadı.

a) b)
8.10 – suwret.
OK mudam teris baylanıs shınjırları menen qamtıp olinagan boladı. Teris baylanıs shınjırı túrine kóre OK analog signallar ústinen túrli ámellerdi (operatsiyalardı ) orınlawı múmkin. Bunday ámellerge jıyındı alıw, integrallaw, differensiallash, salıstırıw, logarifmlew hám basqalar kiredi. Sol sebepli bunday kúsheytgishler - operatsion dep ataladı.
OK ideal kúsheytgish element esaplanadı hám pútkil analog elektronikaning tiykarın quraydı. OK jetkiliklishe quramalı strukturaǵa iye bolıp, birden-bir kristall maydanında atqarıladı hám birvarakayiga kóp muǵdarda islep shiǵarıladı. Sol sebepli OKni diod, tranzistor hám x. z. sıyaqlı elektron sxemalardıń ápiwayı elementi sıyaqlı qaraw múmkin. Házirgi kúnde OKlarning júzlegen túri islep shiǵarıladı, kishi ólshemge iye hám júdá arzan esaplanadı.
Úlken kúsheytiw alıw ushın OKlar eki yamasa úsh basqıshlı ózgermeytuǵın tok kúsheytgishleri tiykarında qurıladı.
8. 11 - suwretde úsh basqıshlı OK strukturası keltirilgen.

8.11 – suwret.
OKlarda kirisiw basqıshı retinde differensial kúshaytirigich qollanıladı, bul kúsheytiw ıǵıwın maksimal kemeytiwge hám talay joqarı kúsheytiw alıwǵa múmkinshilik jaratadı. Ol menen kúsheytgishtiń joqarı kirisiw qarsılıǵı, sinfaz signallarǵa bayqaǵıshlıq hám jılısıw kernewi anıqlanadı. Aralıq (muwapıqlastırıwshı ) basqıshlar kerekli kúsheytiwdi támiyinleydiler hám differensial kúsheytgish shıǵıwı daǵı kernew jılısıwın nolge jaqın mániskeshe azaytadı. Aralıq basqıshlarda differensial kúsheytgishler sıyaqlı, bir basqıshlı kúsheytgishler de qollanıladı. Shıǵıw basqıshları OKning kishi shıǵıw qarsılıǵı hám úlken shıǵıw quvatini támiyinlewi kerek. Shıǵıw basqıshları retinde ádetde Av rejimde isleytuǵın komplementar emitter qaytarǵısh qollanıladı (8. 4 - suwretke qarang).
Birinshi áwlad operatsion kúsheytgishleri, mısalı K140 UD1, úsh basqıshlı strukturası sxema tiykarında n-p-n tranzistorlarda orınlanǵan. Birinshi kúsheytiw basqıshı klassik differensial kúsheytgishde orınlanǵan (DK suwretine qarang).
Ekinshi basqısh da differensial kúsheytgishde orınlanǵan bolıp, bul basqıshda BTG qollanilmaydi. Shıǵıw basqıshı A rejiminde isleydi, yaǵnıy emitter qaytarǵısh wazıypasın atqaradı. Usı operatsion kúsheytgishlerninng kemshiligi bolıp onsha úlken bolmaǵan kúsheytiw koefficiyenti (KU0=300÷4000) hám kishi kirisiw qarsılıǵı (RKIR4 kOm) esaplanadı.
Aytıp ótilgen kemshilikler eki basqıshlı sxemada jasalǵan ekinshi áwlad OKlarda jónge salıw etilgen. Xarakteristikalardı jaqsılaw strukturalıq tranzistorlar, joqarı omli rezistorlar qóllaw hám differensial basqısh júkleme rezistorlarini dinamikalıq júklemelerge almastırıw esabına ámelge asırılǵan. Bir qatar ekinshi áwlad OKlari maydaniy tranzistorlarda orınlanǵan, bunıń nátiyjesinde kirisiw qarsılıǵı jáne de asırılǵan.
140 UD7 túrdegi kúsheytgish keń tarqalǵan eki basqıshlı OK esaplanadı. Bul OK kúsheytiw koefficiyenti KU0=45000, kirisiw qarsılıǵı bolsa RKIR= 400 kOm.
Málimlemelerde KU0, RKIR i RChIQ bahaları MTAsiz OK lar ushın keltiriledi. OK shıǵıw basqıshın taǵı maksimal shıǵıw tokı (tez isleytuǵın keń polosali OKlar ushın IChIQ, max  20 mA hám quwatı úlken OKlar ushın IChIQ, max  500 mA) hám júklemediń minimal qarsılıǵı (RYu. min  1 kOm) parametrleri de keltiriledi.
OKning tiykarǵı xarakteristikaları bolıp onıń amplituda (uzatıw ) xarakteristikaları esaplanadı. Olar 8. 12 - suwretde keltirilgen. Xarakteristikanıń qıya (sızıqlı ) tarawı jumısshı tarawdıń esaplanadı, onıń iyiw múyeshi KU0 ma`nisi menen anıqlanadı. UChIQ, max - maksimal shıǵıw kernewi bolıp, derek kernewi Ye ma`nisinen azǵantay kishi boladı.
OKning chastota ózgeshelikleri onıń AChXsida sáwlelendiriledi. Bul xarakteristikanı qurıwda KU0 dBlarda ańlatıladı, chastota bolsa logarifm masshtabında gorizontal kósher boylap ornatıladı.

8.12 – suwret.
OKning bunday AChXsi logarifmik amplituda - chastota xarakteristikası (LAChX) dep ataladı. 8. 13 - suwretde tez isleytuǵın K140 UD10 túrdegi OKning LAChXsi keltirilgen. fYu - chastotadan kishi bahalarda kúsheytiw koefficiyenti 20 lg KU0 ge teń boladı, yaǵnıy LAChX chastota oǵına parallel tuwrı sızıqtı beredi. Kirisiw signalınıń artpaqtası menen KU0 azaya baslaydı hám f1 chastotada kúsheytiw koefficiyenti birge teń boladı.

8.13 – suwret.
OK tiykarǵı jalǵanıw sxemaları. OKlarda mudam sızıqlı yamasa nochiziqli shınjır kórinisindegi tereń teris teris baylanıs orınlanǵan boladı. MTA ózgeshelikleri OK tiykarında túrli analog hám impuls elektron quurilmalar jaratıw imkaniyatın beredi.
Bunday sxemalardı islew Principin túsiniw hám olardı shamalıq analiz qılıw ushın ideal operatsion kúsheytgish túsinigi kiritiledi. Ideal operatsion kúsheytgish tómendegi ózgesheliklerge iye boladı :
a) kernew boyınsha sheksiz úlken differensial kúsheytiw koefficiyenti K_U0;
b) nol jılısıw kernewiniń nolge teńligi U_SIL, yaǵnıy kirisiw signalları bir- birine teń bolǵanda, shıǵıw kernewi nolge teń boladı ; sonday eken, OK kirisiw potensialları mudam bir- birine teń;
v) kirisiw tokları nolge teń;
g) shıǵıw qarsılıǵı nolge teń;
d) sinfaz signallardı kúsheytiw koefficiyenti nolge teń.
OKning differensial jalǵanıwı. 8. 14-suwretde OKning differensial jalǵanıw sxeması keltirilgen. Kirxgof nızamına qaray Bunnan v) qasiyet
bolsa, ol halda
; ;
;

8.14 – suwret.
B) qasiyetke kóre . Bul jerden Sonday etip, OKning differensial jalǵanıwı nátiyjesinde júzege kelgen qurılma ayırıw belgisishi - kúsheytgish esaplanadı.
OKning invers jalǵanıwı. Invers jalǵanıwda OKning inverslamaydigan kiriwi ulıwma shina menen jalǵanadı (8. 15 - súwret). v) qasiyet nátiyjesinde
Kirisiw potensialları nolge teń, sonday eken
; ;

Real OK uchun bu formulaning qo‘llanilishi kuchaytirish koeffitsientini hisoblashda xatolikllarga olib keladi. OKning K_U0 hám R_KIR0 qansha úlken bolsa, bul formuladan paydalanıw sonsha kishi qátelik beredi. Sonday etip, K_U0=10³, R₁=1 kOm, R₂=100 kOm va R_KIR0=10 kOm bolsa, kúsheytiw koefficiyentin anıqlawdaǵı qátelik 9 % ni quraydı, K_U0=10⁵ (qalǵan shamalar ózgeriwsiz) bolǵanda - 0, 1 % ten kishi.
Kúsheytgishtiń shıǵıw kernewleri kiriwge salıstırǵanda teris fazada boladı. Bul sxemanıń kernew boyınsha kúsheytiw koefficiyenti rezistor qarsılıqlarınıń koefficientlerge baylanıslı túrde birdan úlken de, kishi de bolıwı múmkin hám derlik turaqlı boladı.

8.15 – suwret.

OKning inverslamaydigan jalǵanıwı. Inverslaydigan jalǵanıwda kirisiw signalı OKning inverslamaydigan kiriwine uzatıladı, inverslaydigan kiriwge bolsa R1 hám R2 bóliwshi rezistorlar arqalı kúsheytgish shıǵıwınan teris baylanıs signalı uzatıladı (8. 16 - súwret).

, .
Bul jerden , yag’niy .
Kórinip turıptı, olda, bul jerde shıǵıw signalı kirisiw signalına sinfaz.
Eger OK invers kirisiw menen qısqa tutasǵan bolsa, bul koefficiyent birge teń boladı. Bunday sxemalar inverslamaydigan qaytargichlar dep ataladı hám birden-bir qabıqta orınlanǵan bir neshe kúsheytgish kórinisindegi bólek integral mikrosxemalar kórinisinde bir varakayiga islep shiǵarıladı.
Qaytargichda qollanilagan OK túri ushın maksimal kirisiw qarsılıǵı hám minimal shıǵıw qarsılıǵı ámelge asıriladı. OK tiykarındaǵı qaytarǵısh, qálegen qandayda bir qaytarǵısh sıyaqlı (emitter yamasa istok), muwapıqlastırıwshı basqısh retinde isletiledi.

Operatsion kusheytgishlerdiǹ tiykarindaǵi parametrleri hám

xarakteristikalari
Ideal Operatsion kusheytgishler

Ideal operatsion kúsheytgish hár qanday kirisiw kernewinde islewi múmkin hám tómendegi ayrıqshalıqlarǵa iye:

• 
  Ashıq cikl daǵı dáramat sheksiz bolıp tabıladı (teoriyalıq analiz ashıq cikl daǵı dáramat AOL sheksizlikke beyimligin názerde tutadı ).
  
• 
  Shıǵıw kernew diapazonı vout sheksiz bolıp tabıladı (ámelde, shıǵıw kernew diapazonı vs+ hám vs- besleme zorıǵıwında sheklengen).
  
• 
  Sheksiz keń tarmaqlı keńligi (yaǵnıy, chastotalı juwap nol fazalı jılısıw menen jetilisken tegis).
  
• 
  Sheksiz úlken kirisiw qarsılıǵı (Rin = ∞, v+ den v-ge shekem aǵıs joq ).
  
• 
  Nolinchi kirisiw aǵımı (yaǵnıy, hesh qanday qashqınshı yamasa aǵıs aǵısları qabıl etińmeydi).
  
• 
  Nolinchi kernew kernewi, yaǵnıy. kiriwler bir-birine jalǵanǵanda v+ = v-, ol halda shıǵıwda virtual nol ámeldegi (vout = 0).
  
• 
  Sheksiz joqarı shıǵıw kernewiniń aylanıw tezligi (yaǵnıy, shıǵıw kernewiniń ózgeris tezligi shegaralanbaǵan ) hám sheksiz úlken quwat (kernew hám aǵıs barlıq chastotalarda shegaralanbaǵan ).
  
• 
  Nolinchi shıǵıw qarsılıǵı (Rout = 0, sol sebepli shıǵıw aǵımı ózgergende shıǵıw Voltaji ózgermeydi).
  
• 
  Ishki shawqım joq.
  
• 
  Ulıwma rejimdi biykarlaw etiwdiń sheksiz joqarı dárejesi.
  
• 
  Támiynat kernewiniń tolqınların bastırıwdıń sheksiz joqarı dárejesi.
  

Bul ayrıqshalıqlar eki " altın qaǵıyda" ga túsedi:

1. 
   Operatsion kúsheytgishtiń shıǵıwı kirisiw kernewleri arasındaǵı parq nolge teń bolıwın támiyinlewge ıntıladı.
   
2. 
   Op-ampning eki kiriwi de aǵıs ótkermeydi.
   

Birinshi qaǵıyda jabıq unamsız teris baylanıs shınjırındaǵı op amp ushın ámel etedi. Bul qaǵıydalar ádetde birinshi jaqınlashuvda operatsion kúsheytgishler menen sxemalardı analiz qılıw hám proektlestiriwde qollanıladı.
Ámelde, ideal ayrıqshalıqlardıń hesh birine tolıq erisip bolmaydı, sol sebepli hár qıylı mawasaǵa keliw kerek. Kerekli parametrlerge qaray, haqıyqıy operatsion kúsheytgishni modellestiriwde, onıń modelindegi rezistorlar hám kondansatkichlarning ekvivalent sxemaların qóllaw arqalı birpara ideal bolmaǵan jaǵdaylar esapqa alınadı. Dizayner bul qabıl etiwge bolmaytuǵın, biraq haqıyqıy effektlerdi proektlestiriwtirilgan sxemanıń ulıwma qásiyetlerine kirgiziwi múmkin.
Bazi bir parametrlerdiń tásiri áhmiyetsiz bolıwı múmkin, basqa parametrler bolsa sxemanıń ulıwma qásiyetlerine sheklew qoyıwı múmkin.