2. Kuchaytirgichlarda teskari bog‘lanish

Kuchaytirgichlarning klassifikatsiyasi
Reja:
1. Kuchaytirgichlarning asosiy texnik xarakteristika va parametrlari

2. Kuchaytirgichlarda teskari bog‘lanish

Tayanch iboralar: tok, kuchlanish, quvvat, o‘zgarmas tok kuchaytirgichlari, past chastotali kuchaytirgichlar, yuqori chastotali kuchaytirgichlar, keng polosali kuchaytirgichlar, tor polosali kuchaytirgichlar, amplituda.


Elektronikada, juda ko‘p hollarda jarayonlarni avtomatlashtirish hamda ularning asosiy parametrlarni nazorat qilishda, noelektrik qiymatlarni elektrik usullar bilan o‘lchashga va kuchsiz elektrik signallarni kuchaytirishga to‘g‘ri keladi. Bunday Hollarda elektron kuchaytirgichlar ishlatiladi. Demak, elektron kuchaytirgichning vazifasi juda kichik elektr signallari tok, kuchlanish, quvvat kabi parametrlarini tashqi tok manbai yordamida kuchaytirib berishdan iborat. Bunda, kuchaytirilayotgan elektr signallarining spektri o‘zgarmaydi.
Kuchaytirgich vazifasini bajaruvchi aktiv va passiv elementlardan tashkil topgan sxema kuchaytirish kaskadi deb yuritiladi. Kuchaytirgichlar kuchaytirish xususiyatlariga ko‘ra bir kaskadli va ko‘p kaskadli bo‘ladi. (2.1) - rasmda kuchaytirgich kaskadining tuzilish sxemasi ko‘rsatilgan.



(2.1) - rasm Kuchaytirish kaskadining tuzilish sxemasi.

Umuman olganda, (2.1) -rasmdan ko‘rinib turibdiki, kuchaytirgichlar, asosan, uch qismdan: boshqaruvchi (kuchaytiruvchi) inersion bo‘lmagan element; o‘zgarmas tok manbai; nagruzka - istemolchidan iborat. Qolgan barcha qismlar yordamchi bo‘lib, kuchaytirgichning u yoki bu ish rejimini xosil qiladi.

Kuchaytirgichlar, asosan, vazifasiga, ishlatilayotgan elementlarining turiga va ularning ish rejimiga, kuchaytirilayotgan signallarning formasi va chastotasi diapazoniga qarab klassifikatsiya qilinadi.
Deyarli Hamma kuchaytirgichlar berilayotgan signalning quvvatini oshirish uchun xizmat qiladi, lekin ba’zi Hollarda kuchaytirgichni ishini uning chiqishidagi tok yoki kuchlanishning qiymati bilan baHolanadi. Shu sababli, ular vazifasiga qarab shartli ravishda tok, kuchlanish va quvvat kuchaytirgichlariga bo‘linadi.
Kuchaytirgichda ishlatiladigan elementlariga qarab lampali, tranzistorli, parametrik, magnitli, kvant va boshqa kuchaytirgilarga bo‘linadi. Zamonaviy kuchaytirgichlarda, asosan, tranzistorlar va integral sxemalar qo‘llaniladi. Kuchaytirgich elementlarining kuchaytirgichlardagi ish rejimiga qarab chiziqli va chiziqli bo‘lmagan ish rejimli kuchaytirgichlarga bo‘linadi. Agar signal quvvatini ortishida uning shakli (formasi) saqlansa, kuchaytirish chiziqli deb, aks holda esa, chiziqli bo‘lmagan kuchaytirish deyiladi.
Chiziqli ish rejimli kuchaytirgichlarning asosiy ko‘rsatgichi amplituda chastotaviy xarakteristikasi (AChX) bo‘lib u sinusoidal kirish signali uchun aniqlangan kuchaytirish koeffitsienti modulining chastotaga bog‘liqligini aks ettiradi. Umuman, kuchaytirgichlar chastotasining diapazoniga qarab quyidagi tiplarga bo‘linadi.
O‘zgarmas tok kuchaytirgichlari (O‘TK), aniqrog‘i sust o‘zgaruvchi tok yoki kuchlanish kuchaytirgichlari o‘ta past chastotalarda ishlatiladigan va signal chastotasining pastki quyi chegarasi nolga yaqin bo‘lgan, yuqoriga chegarasi ishlatilishiga qarab 10³10⁸ Gs bo‘lishi mumkin bo‘lgan kuchaytirgichlardir. Zamonaviy O‘TKlari o‘zgaruvchan signallarni Ham kuchaytirish imkoniyatiga ega bo‘lib, chastota spektrining yuqori chegarasi 100 MGsga yetishi mumkin. O‘TKlar avtomatika qurilmalarida va Hisoblash texnikasida keng qo‘llanilmoqda.
Past chastotali kuchaytirgichlar (PChK) tovush diapazonidagi uzluksiz davriy signallarni past chastotalarda (o‘nlab gersdan o‘nlab kilogersgacha) bir maXyorda kuchaytirib berish uchun xizmat qiladi. Ularning asosiy Xislati chastota nisbatining yetarlicha katta bo‘lishidir.
Yuqori chastotali kuchaytirgichlar (YuChK) yuqori chastotali signallarning yakka yoki chastotalarning kichik oralig‘ini kuchaytirish uchun xizmat qiladi. Ularga rezonans va o‘zgarmas soxali kuchaytirgichlar misol bo‘la oladi.
YuChKlarning kuchaytirish chastotasi diapazoni yuzlab MGs dan o‘nlab GGs gacha.
Keng polosali kuchaytirgichlar (KPK) bir necha kilogersdan bir necha o‘nlab megogers diapazonda ishlovchi kuchaytirgichlardir, yani ularning ishchi chastotasining pastki chegarasi PChK diapazonida, yuqorigi chegarasi YuChK diapazonida bo‘ladi. KPKlar impulg‘s signallarini kuchaytirishda qo‘llaniladi.
Tor polosali kuchaytirgichlar (TPK) juda tor chastotalar diapazonida ishlaydi va ular yuqorigi va pastki chastotalar nisbatining kichikligi bilan xarakterlanadi.
Kuchaytirgichning asosiy parametrlaridan biri kuchaytirish koeffitsientidir. U kuchaytirgich chiqishida qaysi bir kattalik (tok, kuchlanish yoki quvvat) asosiy bo‘lishiga qarab nomlanadi. Kuchaytirish koeffitsienti kuchaytirgichdan chiqayotgan kuchlanish (tok, quvvat) kelayotganidan necha marta ko‘pligini ko‘rsatadi va mos ravishda K_U (K_I, K_P) belgilanadi. Masalan, kuchlanish bo‘yicha kuchaytirish koeffitsienti
,
tok bo‘yicha kuchaytirish koeffitsienti
, (2.1)
quvvat bo‘yicha kuchaytirish koeffitsienti
, (2.2)
deb ataladi.
Amalda kuchlanish bo‘yicha kuchaytirish koeffitsienti ko‘proq qo‘llaniladi va kuchaytirish koeffitsienti belgisi K_U o‘rniga K ishlatiladi.
Ko‘p kaskadli (bosqichli) kuchaytirgichning umumiy kuchaytirish koeffitsienti K=K₁^.K₂^.K₃^{. . . .}K_n. Bunda K₁, K₂, K₃,…, K_n – kaskadlarning kuchaytirish koeffitsienti.
Ko‘pincha kuchaytirish koeffitsienti logarifmlik birlik – bel (B) va desibellarda (dB) ifodalanadi.
Kuchaytirish koeffitsienti bellarda quyidagicha ifodalanadi:
(2.3)
“Bel” katta miqdor bo‘lganligi uchun amalda undan kichikroq desibellardan foydalaniladi (1B=10dB=lg10):
K_gB=10 lg (U_chik/U_kir) (2.4)
Quvvat bo‘yicha kuchaytirish koeffitsienti desibellardan aniqlanish kerak bo‘lganda quyidagi formuladan foydalaniladi:
(2.5)
Kuchaytirgichning muxim parametrlaridan biri kirish va chiqish qarshiliklari bo‘lib, ular kuchaytirgich kirish va chiqishining o‘zgaruvchan tokka ko‘rsatadigan qarshiligidir:
; (2.6)
I_kir, I_chiq – kuchaytirgich kirish va chiqish baza tokining o‘zgaruvchan tashkil etuvchilari.
Kuchaytirgichning keyingi parametri nazgruzka - iste’molchida ajratilgan nominal chiqish quvvatidir:
(2.7)
Kuchaytirgichning foydali ish koeffitsienti chiqish quvvatini kuchaytirgich iste’mol qiladigan elektr energiya quvvatiga nisbati bilan aniqlanadi:
(2.8)
Kuchaytirgichning amplituda xarakteristikasi deb uning chiqishidagi kuchlanishning kirishidagi kuchlanishiga bog‘liqligini ifodalovchi grafigi tushuniladi (2.1-rasm). Bu xarakteristikaning ko‘rinishi to‘g‘ri chiziqli bo‘lishi kerak. Lekin, real kuchaytirgichlarda tranzistor, transformator va drossellar xarakteristikalarining nochiziqligi, xarakteristikani to‘g‘ri chiziqli ko‘rinishdan chetlanishiga, ya’ni nochiziqli buzilishlar bo‘lishiga olib keladi. Bu bo‘linmalar kuchaytirgichning chiqishida begona chastotali signallarning Xosil bo‘lishi bilan xarakterlanadi.
Kuchaytirgichlarning chastota xarakteristikasi deb kuchaytirish koeffitsientining chastotaga bog‘liqlik grafigi tushuniladi (2.2 - rasm). Ideal kuchaytirgichlarda kuchaytirgichning ishchi chastota diapazonida kuchaytirish koeffitsienti o‘zgarmasligi kerak. Lekin, real kuchaytirgichlarda parametrlari chastotaga bog‘liq bo‘ladigan elementlar (sig‘im, induktivlik) mavjud bo‘lganligidan, ayrim chastotalarda kuchaytirish kichik, ayrim chastotalarda katta bo‘ladi va bu chastotaviy buzilishlar deyiladi. Buzilishlarni yo‘qotish uchun kuchaytirgich sxemasiga chastota xarakteristikasini tekislovchi o‘zgartirishlar kiritiladi.
Kuchaytirgichlarning sxemasida reaktiv elementlarning bo‘lishi fazaviy buzilishlarga olib keladi va ular kuchaytirgichlarning fazaviy xarakteristikasi orqali ifodalanadi.
Kuchaytirgichning sezgirligi deb chiqish kuchlanishi kuzatilishi mumkin bo‘lgan kirish signalining amplituda qiymati tushuniladi.
Kuchaytirgichning sezgirligi unda bo‘ladigan shovqinlar tufayli chegaralangan.
Kuchaytirgichlarda teskari bog‘lanish deb kuchayib chiqqan signal energiyasining bir qismini uning kirishiga qayta uzatilish jarayoniga aytiladi.
Shuni aytish kerakki, deyarli barcha kuchaytirgichlarda ichki zararli (parazit) teskari bog‘lanish bo‘ladi. Bu, asosan, kuchaytirgich tarkibiga kirgan elementlarning ideal bo‘lmasligi natijasida ularda sodir bo‘ladigan fizik jarayonlar (elektrodlararo sig‘imni bo‘lishi va x.k) oqibatidir. Tashqi reaktiv elementlar – sig‘im va induktivlik elementlari Ham zararli teskari bog‘lanish paydo bo‘lishiga olib keladi. Ichki va tashqi zararli teskari bog‘lanish kuchaytirgichning parametrlarini kutilmagan Holda o‘zgartirib, uning normal ishlashiga zararli ta’sir etadi. Lekin, kuchaytirgichga kuchaytirish stabilligini oshirish, buzilishlarini kamaytirish, o‘tkazish soxasini kengaytirish, kirish va chiqish qarshiligini o‘zgartirish va boshqalar uchun foydali boshqariluvchi tashqi teskari bog‘lanish ham kiritish mumkin.


2.2 - rasm. Kuchaytirgichning amplituda xarakteristikasi