5. Aszimmetrikus és szimmetrikus erősítők

Elektronika Szimmetrikus erősítők

1

5. Aszimmetrikus és szimmetrikus erősítők Lineáris feszültségerősítők két csoportba oszthatók az erősítendő frekvencia tartomány szempontjából: - Váltakozó feszültségű erősítők, amelyek jeltartománya: f aH ≤ f jel ≤ f fH -

0 ≤ f jel ≤ f fH

Egyenfeszültségű erősítők, amelyek jeltartománya:

Minden olyan erősítő, amelynél a jel útjában - azzal sorban - akárcsak egy kondenzátor is található, a váltakozó erősítők családjába tartozik. 5.1 Egyenfeszültségű erősítők nullpont-hibája (offset)

Ha egy erősítő bementét rövidre zárjuk, akkor a kimenetén a várttal ellentétben nem nulla jelet mérünk.

Ahhoz, hogy a kimenti feszültség valóban nulla legyen, egy segédfeszültséget kell a bementre kapcsolnunk, amely kikompenzálja a hibafeszültséget. Ezt az u b 0 kompenzáló egyenfeszültséget a bementre redukált offset feszültségnek hívják. Fentiek alapján az ib 0 offset-áram fogalma is bevezethető. 5.2 A nullpont vándorlása (drift)

Az offset a pontos beállítás ellenére, bizonyos hatásokra változik. Például: - A környezeti hőmérséklet változására

ud 0

-

ug = 0 ∆u b 0 = Rg = 0 ∆T U ki = 0

[µV / C ] 0

a tápfeszültség megváltozására ud 0

ug = 0 ∆u b 0 = Rg = 0 ∆U t U ki = 0

[µV / V ]

Készítette: Dr. Hegedűs János Miskolci Egyetem, Elektrotechnikai – Elektronikai Tanszék 2007


-

2

az erősítő alkatrészeinek öregedésére

ud 0

ug = 0 ∆u b 0 = Rg = 0 ∆t U ki = 0

[µV / év]

Fentiek alapján az id 0 drift áram fogalma is bevezethető.

5.3 Erősítőláncok eredő driftje

Az erősítőlánc egyes fokozataiban keletkező drift feszültség az erősítőlánc további fokozatain végighaladva felerősödik. Az erősítő bementére redukált driftek eredője:

u de = U d 1 +

U d2 U d3 U + + N −1dN A1 A1 A2 ∏ Ai i =1

A fenti összefüggés alapján belátható, hogy az offset és a drift szempontjából az erősítő első fokozata a legkényesebb, és a legkevésbé az utolsó fokokozat. Mivel az offset és drift hibafeszültség közel nulla frekvenciájú, ezért a váltakozófrekvenciás erősítőkben nem szükséges kikompenzálni, hiszen a csatolókondenzátor amúgy sem engedi ezt a hibajelet egyik fokozatból a másikba jutni, és ez által felerősödni!



3

5.4 Szimmetrikus erősítők

Az offset és drift drasztikus csökkentése szimmetrikus erősítők alkalmazásával vált lehetővé.

aszimmetrikus erősítő

szimmetrikus erősítő

5.4.1 A szimmetrikus erősítő vezérlésének lehetőségei

a.) Általános vezérlés

u bs = u b1 − u b 2 u bk =

u b1 + u b 2 2

ahol: u bk ⇒ közös-módusú (azonos fázisú) jel u bs ⇒ szimmetrikus módusú (ellenfázisú) jel

u bs 2 u = u bk − bs 2

u b1 = u bk + ub 2 b.) Szimmetrikus vezérlés

u bk = 0 u b1 = −u b 2 =

u bs ⇒ u bs = 2u b 2



4

c.) Közös vezérlés

ubk = ub1 = ub 2 = ub u bs = 0

d.) Aszimmetrikus vezérlés ub 2 = 0 u bs = u b1 u u bk = b1 2

A fenti összefüggések a kimentekre is felírhatók: uks 2 uks uk 2 = ukk − 2 uk 1 = ukk +

Ebből következik: As =

u ks u k 1 − u k 2 = u bs u b1 − u b 2

u k1 + u k 2 u + uk 2 u kk 2 Ak = = = k1 u b1 + u b 2 u b1 + u b 2 u bk 2

A két erősítés hányadosaként definiálható a közösmódusú elnyomási tényező CMRR[Common Mode Rejection Ratio], amely dB-ben:

CMRR = 20 log

As Ak

[dB]

Értéke a jó erősítőknél +100 dB körül van.



5

5.4.2 Differenciál erősítő fokozat

Az integrált gyártástechnológia tette lehetővé, hogy két tranzisztorral szimmetrikus fokozatot készítsenek. A hasznos jel szempontjából célszerű szimmetrikusan vezérelni. Ugyanakkor az offset és drift jellegű zavarok a közös vezérlés miatt kiesnek. A differenciál erősítő fokozatok is láncba kapcsolhatók.

Ezzel szükségtelenné válik a csatolókondenzátorok használata. Az így felépülő erősítő fokozat már nulla frekvenciától erősít. Ezért kapta az egyenfeszültségű erősítő nevet.


5. Aszimmetrikus és szimmetrikus erősítők

Recommend Documents