ЭЛЕКТРОНИКИЙН ҮНДЭС Лекц 10 · 2010. 12. 25. · МУИС, МТС...

ЭЛЕКТРОНИКИЙН ҮНДЭС

Лекц 10

МУИС-ийн профессор Э.Дамдинсүрэн

МУИС, МТС Электроникийн үндэс 2

6. Үйлдлийн өсгүүр

6.1. Тогтмол гүйдлийн өсгүүр

6.2. Дифференциал өсгүүр

6.3. Үйлдлийн өсгүүр

6.4. Үйлдлийн өсгүүрийг холбох үндсэн

схемүүд

6.5. ҮӨ-ийн зарим хэрэглээ


6.1. Тогтмол гүйдлийн өсгүүрОнцлогууд:

Хувьсах байгуулагчийн зэрэгцээ тогтмол

байгуулагчийг өсгөнө

– Өсгөх доод давтамж fl=0 Гц

Хэрэглээ өргөн: осциллоскоп, автомат ...

Ажиллах зарчимаараа хоѐр янз

– Шууд өсгөлттэй

– Хувиргалттай

Шат хооронд гальваник холбоо

хэрэглэнэ


ТодорхойлолтуудДавтамжийн тодорхойлолт

Дохионы хувьсах байгуулагчийн давтамж буурч тэг болоход өсгөлт хэвээр хадгалагдна

Өсгөх дээд давтамж зорилгоор нь тодорхойлогдно

Далайцын тодорхойлолт

Тогтмол хувьсах хоѐуланг өсгөхийн тулд оролтонд дохио үгүй үед гаралтанд тогтмол хувьсах алин ч гарахгүй байх

Оролтын тогтмол байгуулагчийн туйл солигдоход гаралтынх бас солигдож байх

A

f

vi-vi

vo

-vo


Гальваник холбооШат хоорондын холбогч конденсатор давтамжийн тодорхойлолтонд нөлөөлөх

Конденсатор ба трансформатор дохионы тогтмол байгуулагчийг нэвтрүүлэхгүй

Оролтонд дохио үгүй үед бааз эмиттерийн хүчдэл тайваны цэгт харгалзах утгатай байх хэрэгтэй

Ийм холбоос нь шууд буюу гальваник юм

Гальваник холбооны нэг жишээ Дарлингтоны хос

Энэ холбоос интеграл технологид өргөн хэрэглэгддэгийн учир


Хоѐр шатлалт өсгүүр

Гальваник холбоотой тогтмол гүйдлийн өсгүүр

Ажлын горимыг RC1, RE1, RC2, RE2 резисторуудын эсэргүүцлийг сонгон авах замаар тогтооно

R1 ба R2, R5 ба R6 резисторуудаас тогтсон хүчдэл хуваагчдын зорилго юунд орших бол

R3

R4

RC1 RC2

RE1 RE2

VCC

Q1 Q2a b

c d

R1

R2

R5

R6

vi

vo

vce1

ve1

vbe2

ve2


Ажиллагааны онцлог

Хэвийн ажиллахын тулд дараагийн транзисторын эмиттерийн сөрөг хүчдэл өмнөх транзисторын коллекторын хүчдэлээс бага байх шаардлагатай

Үүний тулд дараагийн транзисторын RE-ийг ихэсгэж RC-ийг нь багасгах хэрэгтэй

Ингэснээр хойшлох шатуудын өсгөлт дэс дараалан буурна

3-аас дээш шаттай өсгүүр хийхэд ашиггүй

e2 e1 ce1 be2v v ( v v ) e2 e1v v


Тэг төвшиний дрейф

Шатууд шууд холбоотойн улмаас аль нэг шатны горимын өөрчлөлт дараагийн шатуудаар өснө

Иймд оролтын хүчдэл тогтмол юмуу тэг байхад гаралтын хүчдэл өөрчлөгднө

Үүнийг тэгийн дрейф гэнэ

Тэгийн дрейф өсгөж буй дохионоос ялгарахгүй, маш хортой үзэгдэл

Хамгийн аюултай нь эхний шатны дрейф

Дрейфийн хэмжээг хурдаар нь үнэлнэ


Үргэлжлэл

Тэгийн дрейф үүсэх шалтгаанууд

– Тэжээлийн хүчдэлийн өөрчлөлт

– Температураас болж транзисторын параметр өөрчлөгдөх

– Хуучирснаас транзисторын параметр өөрчлөгдөх

Дрейфийг багасгах хэд хэдэн арга бий

– Өсгөх дохиог хувьсах болгон хувиргах

Их төлөв дифференциаль өсгүүр ашиглана


6.2. Дифференциал өсгүүр

Дифференциаль өсгүүрийн шинж чанар

Хялбар өсгүүрийн ажиллагаа

Өсгөлтийн коэффициент

– Дифференциаль хүчдэлийн өсгөлт

– Синфазын хүчдэлийн өсгөлт

Тэгш хэмт чанар, түүний үнэлгээ

Тэгш хэмийг бүрдүүлэх арга

Фаз эргүүлэгч

Дифференциаль өсгүүрийн давуу талууд


Хялбар өсгүүрХоѐр хүчдэлийн ялгаврыг өсгөдөг

Гаралтын хүчдэл хоѐр оролтонд өгсөн хүчдэлийн абсолют хэмжээнээс хамаарахгүй зөвхөн тэдгээрийн ялгавартай пропорциональ

Хялбар дифференциаль өсгүүрийн хэлхээ

Тэгш хэмт бүтэцтэйQ1, Q2

Хоѐр оролттой: 1, 2

Ерөнхий гаралттай, vo

Дрейф багатай

Өсгөлт ихтэй

Q1 Q2

RC1 RC2

RE

1 2

v1 v2

vo

ie1 ie2

vc1 vc2

Ec


Тэгш хэмт байх шаардлага

Гол шаардлага v1-v2=0 үед vo=0 байх

Энэ хэдийд биелэх вэ?

– RC1=RC2 байхад

– Транзисторууд яг адилхан байхад: b1=b2

Хэрэгжүүлэх арга замууд

– Коллекторт хувьсах резистор тавих

– Эмиттерт нэмэлт эсэргүүцэл залгах

– Хамгийн сайн арга: RE -ийг ихэсгэх


Хэлхээний ажиллагааХэлхээг идеаль тэгш хэмтэй гэж үзнэ

Оролт гаралтын дохиог хоѐр байгуулагч болгон задалж үзнэ

Дифференциаль (ялгаврын) дохио

vid=(v1-v2), vod=(vc1-vc2)

Синфазын дохио

Дифференциаль хүчдэл бол оролт, гаралтын дохионы ялгавар

Синфазын хүчдэл нь оролт, гаралтын дохионы нийлбэрийн хагас

is 1 2 os c1 c2

1 1v ( v v ); v ( v v )

2 2


Дифференциаль өсгөлт Хоѐр оролтонд тэнцүү хэмжээтэй эсрэг

фазтай хоѐр дохио өгвөл vis=0, vos=0

Гаралтанд зөвхөн дифференциаль, өссөн

дохио гарна

vod=Advid=Ad(v1-v2)

Эндээс

Үүнийг дифференциаль хүчдэлийн өсгөлтийн

коэффициент гэнэ

ДӨ-ийн нэг гол параметр. Их бол сайн

od odd

id 1 2

v vA

v v v


ҮргэлжлэлГаралтыг аль нэг транзисторын

коллектороос газартай харьцангуй авахад

vod1, vod2 нь vid ялгавраас болж транзистор

тус бүрийн гаралтанд гарах хүчдэл

Схем бүрэн тэгш хэмтэй vod1= - vod2

vod1 - vod2 =2vod нөхцөл биелэсэн

тохиолдолд dd 1 d 2

AA A

2

od1 od 2d1 d 2

id id

v vA , A

v v


Синфазын өсгөлт

Хоѐр оролтонд далайц, фазаараа ижил

хүчдэл өгвөл vid=0, vod=0

Гаралтын хүчдэл

Эндээс

Энэ бол синфазын хүчдэлийн өсгөлтийн

коэффицент юм. Бага бол сайн

os s 1 2

1v A ( v v )

2

oss

1 2

2vA

v v


Фаз эргүүлэгчОролтын дохиог ижил далайцтай эсрэг фазтай хоѐр дохио болгох схем

ДӨ-ийн 2 гэсэн оролтыг газартай холбоно

• Оролтын v1 хүчдэл

транзисторуудын

хооронд тэнцүү

хуваагддаг

• Хоѐр транзисторын

бааз-эмиттерийн

хоорондох хувьсах

хүчдэл хэмжээгээрээ

тэнцүү, фазаараа эсрэг

Q1 Q2

RC1 RC2

RE

v1 vc1 vc2

VCC

v1/2


ДӨ-ийн интеграл хийц

ДӨ-ийг дискрет элементээр хийж болох

авч тэгш хэмийг бүрдүүлэхэд төвөгтэй

Иймд интеграл технологоор хийнэ

Түүний давуу талууд нь:

– Тэгийн дрейф маш бага (1-10 мкВ/К)

– Транзисторын эсэргүүцэл өсгүүрийн

өсгөлтөнд нөлөөлдөггүй


6.3. Үйлдлийн өсгүүр

Үйлдлийн өсгүүр Op Amp ОУ ҮӨ

Үйлдлийн өсгүүрийн онцлог

Түүний давуу тал, хэрэглэх хүрээ

Үйлдлийн өсгүүрийн блок схем

Үйлдлийн өсгүүрийн эквивалент схем

Тэжээл өгөх зарчим

741 өсгүүр

Идеаль өсгүүр

Виртуаль холболт


Онцлогууд

Дифференциал оролттой

Олон зориулалттай

Олон шатлалтай

Өсгөлтийн коэффициент өндөртэй

Оролтын эсэргүүцэл ихтэй

Гаралтын эсэргүүцэл багатай

Тогтмол гүйдлийн өсгүүр

Нэрийн учир


Хэрэглэх хүрээИхэнхдээ гадаад гүн сөрөг гэдрэг холбоотой ажилладаг

Аналог дохионы арифметик үйлдэл хийх

Дохиог өсгөх, төлөвшүүлэх, үүсгэх ...

Нэг өсгүүр өөр өөр зорилгод хэрэглэгднэ

Схемийн үүрэг гэдрэг холбооны элементээр бүрэн тодорхойлогддог

Хэдэн зуун янзын схем хийж болдог

Чухамдаа түүний хэрэглээ хэрэглэгчийн ухаанаар л хязгаарлагдна

Үнэ хямд

Интеграл хийц, нэг элемент гэж үзнэ


Тэмдэглэгээ

Эргүүлдэг оролт

Үл эргүүлдэг оролт

Гаралт

Эргүүлдэг гэдгийн учир

Үл эргүүлдэг оролт гэсний учир

Дифференциал оролттой: ялгаврыг өсгөнө

Тэжээл: эерэг, сөрөг хүчдэлийн 2 үүсгүүр

Бусад хөлүүд: хэрэглэх боломжийг нэмэгдүүлнэ

-

+

Эргүүлдэг оролт

Үл эргүүлдэг оролт

Гаралт

-V

+V


Идеаль өсгүүрИдеаль өсгүүрийн тухай ойлголт

Хязгааргүй их өсгөлттэй:

Хязгааргүй их оролтын эсэргүүцэлтэй:

Хязгааргүй бага гаралтын эсэргүүцэл:

Хязгааргүй өргөн зурвастай:

Синфазтай дохиог хязгааргүй сулруулдаг:

Үйлдлийн өсгүүр хамгийн дөхүү нь

Идеаль өсгүүр гэдэг ойлголтыг хэрэглэхийн ач тус

A

inR

outR 0

f

KOCCK


Виртуаль холболт

ii=0-

+

Rfi A

vd=0

Оролтын эсэргүүцэл маш их учир түүгээр гүйдэл салаалахгүй ii=0

гэж үзнэ

Өсгөлтийн коэффициент хязгааргүйн улмаас оролтын хүчдэл бараг тэг байхад гаралтанд тодорхой хүчдэл гардаг. Иймд vd=0 гэж болно.

А цэг газартай холбоотой мэт болно. Үүнийг

виртуаль холболт гэнэ.


Үргэлжлэл

Виртуаль холболтоор битүүрсэн оролтын үзүүрүүдийн хоорондох хүчдэл тэгтэй тэнцүү

Виртуаль холбоотой цэгүүдийн хооронд гүйдэл гүйхгүй

Гүйдлийн хувьд виртуаль холболт тасархай хэлхээ болно

Оролтоор гүйдэл гүйхгүй учир хүчдэл унахгүй


Бодит өсгүүрОрчин үеийн интеграл ҮӨ -ийн параметрүүд хязгаартай утгатай

Гэвч олон тохиолдолд идеаль өсгүүр гэж үзэж болно

ҮӨ хүчдэл, гүйдэл хоѐулангаар хязгаарлалттай

Гаралтын хүчдэлийн агууриг тэжээлийн хоѐр хүчдэлээс ялигүй бага байх хязгаарлалттай

Гаралтын гүйдэл чадлын сарнил, элементүүдийн тэсвэр мэтийн дотоод хязгаарлалтуудтай

Бодит өсгүүр нь маш их хүчдэлийн өсгөлттэй, маш их оролтын эсэргүүцэлтэй, маш бага гаралтын эсэргүүцэлтэй, нэвтрүүлэх зурвас өргөнтэй


Эквивалент хэлхээ

Оролтын хэлхээ:d 2 1v v v

Ri – оролтын эсэгүүцэл

Гаралтын хэлхээ: 0 dv A v

R0 – гаралтын эсэгүүцэл

+

+__

v1

v2

vd Ri

Ro

Avd

v0

A – ҮӨ-ийн дотоод өсгөлт

Бодит өсгүүрийн дүйх хэлхээЭнд 3 параметрийг харуулав


Блок схем

Оролтын дифференциал өсгүүр– 1-р болон 2-р шат ийм өсгүүр байна

– Дифференциал өсгүүрийн давуу талууд

– Rin ба КОСС үүгээр тодорхойлогдно

Хүчдэлийн өсгүүр хэд хэдэн шаттай– Зонхилох өсгөлтийг гүйцэтгэнэ

Эцсийн буюу гаралтын өсгүүр– Гол үүрэг ачаалалтай холбох (Эмиттерийн давтагч)

Нийт өсгөлт:

Оролт Дифференциалөсгүүр

Хүчдэлийнөсгүүр

Гаралтын өсгүүр

Гаралт

K 20 100 10 20000


mA741


Оролтын төрлүүд IДан оролт

Нэг оролтыг нь

газардуулж дохиог

нөгөө оролтонд өгнө

Дифференциал

оролт

Оролтуудад эсрэг

фазтай 2 дохио өгнө

Гаралтанд 2 дохионы

ялгавар өсөөд гарна-

+

Vin

Vout

-

+

Vin

Vout

-

+

Vin1

Vout

Vin2


Оролтын төрлүүд IIХам оролт

Адил далайц, давтамж, фазтай хоѐр дохиог 2 оролтонд өгнө

Ингэхэд гаралтанд юу ч гарах ѐсгүй

Энэ үйлчлэлийг хам (синфазын) дохионы сулрал

Хоѐр оролтонд хүсээгүй дохио зэрэг ирсэн нөхцөлд үүний ашиг тус гарна

Хам дохионы жишээ нь элдэв шуугиан (тэжээлийн 50 Гц шугам, бусад үүсгүүрийн)

Хам дохиог сулруулах коэффициент (CMRR-common-mode rejection ratio)

Aol –ҮӨ-ийн задгай хэлхээний өсгөлт

Acm – ҮӨ-ийн хам дохионы өсгөлт

CMRR их л байвал сайн

ol

cm

ACMRR

A

-

+

Vin

Vout

Vin

ЭЛЕКТРОНИКИЙН ҮНДЭС Лекц 10 · 2010. 12. 25. · МУИС, МТС...

Documents