ELEKTRONIKAI TECHNIKUS KÉPZÉS E R Ő S Í T Ő K ÖSSZEÁLLÍTOTTA NAGY LÁSZLÓ MÉRNÖKTANÁR

Átírás

1 LKTONKA TCHNKS KÉZÉS 0 3 Ő S Í T Ő K ÖSSZÁLLÍTOTTA NAGY LÁSZLÓ MÉNÖKTANÁ

2 - - Taralomjegyzék Az erősíők fogalma, feloszása...3 Az erősíő fokozaok kialakíásának lépései...3 A vezérlés folyamaa közös emieres kapcsolásban...4 Bipoláris ranziszoros válakozó áramú erősíő alapkapcsolások...5 Földel emieres (F) erősíő bázis ellenállásos munkapon-beállíással...5 Földel emieres (F) erősíő bázisoszós munkapon-beállíással...5 Földel emieres erősíő válakozó áramú helyeesíő képe és üzemi jellemzői...6 Földel emieres (F) erősíő emierköri negaív visszacsaolással...7 Földel kollekoros (FC) erősíő alapkapcsolás...9 Földel bázisú (FB) erősíő alapkapcsolás... A ranziszoros erősíő alapkapcsolások jellemzőinek összehasonlíása:... nipoláris ranziszoros válakozó áramú erősíő alapkapcsolások... Földel source-ú (FS) alapkapcsolások... Földel drain-ű (FD) alapkapcsolások...4 Földel gae-ű (FG) alapkapcsolások...5 rősíők minőségi jellemzői...6 Frekvencia mene...6 Torzíás...8 rősíők zajviszonyai...0 Többfokozaú erősíők... Szélessávú erősíők...4 Hangol erősíők...6 Nagyjelű erősíők...9 Nagyjelű feszülség erősíők...3 Transzformáoros csaolású eljesímény erősíők...3 Transzformáor nélküli eljesímény erősíő...33 ANALÓG LKTONKA.

3 Az erősíők fogalma, feloszása rősíőnek nevezzük álalában azoka az energia áalakíóka, melyek egy kis energiaszinű jelből, egy vele arányos, nagyobb energiaszinű jele állíanak elő, segéd energia felhasználásával. Jelnek nevezzük az a fizikai jellemző, melynek információ aralma van. Az elekronikában alkalmazo erősíők egy leheséges csoporosíása: az akív elemek üzemmódja alapján: analóg: egyenáramú válakozó áramú: kisjelű: hangfrekvenciás, szélessávú, hangol, nagyfrekvenciás, nagyjelű: nagyfeszülség, nagyeljesímény. digiális (kapcsoló üzemű). az alkalmazo akív elemek alapján: elekroncsöves: riódás, penódás. ranziszoros: bipoláris, unipoláris: JFT-es, GFT-es. a kivielezés alapján: diszkré elemes, inegrál áramkörös. Az erősíő fokozaok kialakíásának lépései lső lépés az alkalmazo akív elem munkaponjának kiválaszása. A munkaponbeállíás célja, hogy az alkalmazo akív elem, akív arományban való működéséhez a szükséges feszülségek és áramok bizosíva legyenek. Mivel a karakeriszika akív arományában végelen sok a kijelölheő munkapon, ezér vagy az alkarész gyárójának ajánlása alapján vagy a karakeriszika ismereében, a ervezendő fokoza működéséhez leginkább alkalmas helyen lehe a munkapono kiválaszani. lőfordulha, hogy a munkaponhoz arozó válakozó áramú paraméerekkel nem lehe megfelelő üzemi jellemző, például feszülségerősíés elérni. lyenkor vagy másik munkapono vagy más akív eleme kell válaszani. Második lépés a munkapon-beállíó elemek meghaározása. A ervezendő alapkapcsolásra egyenáramúlag felírhaó hurok, csomóponi és ohm örvények alapján haározhaók meg a munkapon-beállíó ellenállások. A ápfeszülség álalában ado vagy a munka- ANALÓG LKTONKA.

4 - 4 - pon-beállíásból adódik, de megválaszásakor figyelembe kell venni az alkarész feszülség haáradaai is, például az nem lehe nagyobb, min az CMAX. Harmadik lépés az erősíő fokoza sávközépi üzemi jellemzőinek számíása. A számíáshoz szükség van az akív elem helyeesíő képére, amelye a munkapon-beállíó alkarészekkel egészíünk ki. Sávközépi frekvencián feléelezzük, hogy a kapcsolásban az összes reakív elem frekvenciafüggő haása elhanyagolhaó, így ezek az alkarészek a helyeesíő képben sem szerepelnek. A legfonosabb üzemi jellemzők a feszülség- és áramerősíés, a bemenei- és kimenei ellenállás a helyeesíő kép alapján, hálózaszámíási módszerekkel meghaározhaók. A lérehozo erősíő fokoza üzemi jellemzői az alkalmazo akív elem és a munkapon-beállíó elemek együesen haározzák meg. Negyedik lépés frekvencia ávieli jellemzők vizsgálaa. gy erősíő fokoza a különböző frekvenciájú bemenő jeleke különböző mérékben erősíi és a fázisforgaása is különböző. Az erősíők frekvenciafüggésé a csaolókondenzáorok, a munkapon-beállíó alkarészek és az akív elem okozzák. A frekvenciaarományban a fokoza viselkedésé de diagrammal lehe szemléleessé enni. A vezérlés folyamaa közös emieres kapcsolásban Az ábra egy bipoláris ranziszor karakeriszikájának segíségével muaja be a vezérlés egyszerűsíe folyamaá. Az egyszerűsíés a ranziszor h és h paraméereinek elhanyagolására vonakozik. A bázisra kapcsol ingadozó B feszülség haására, ingadozó B bázisáram és ennek kövezében h-szeresen ingadozó C kollekor áram jön lére. A kollekor áram ingadozás az úgyneveze munkaellenálláson, ingadozó C feszülsége hoz lére. Az ingadozó kimenő és bemenő feszülség arányá a munkaellenállás, az áramerősíési ényező és a bemenei válakozó áramú ellenállás együesen haározzák meg. Érdemes megfigyelni, hogy míg a bemenő feszülség kb. néhányszor 0 mv érékű, addig a kimenő feszülség nagyságrendje 0 V-os arományba esik. Az ábrán jól köveheő a fázisfordíás kialakulása is, a növekvő bemenő jelhez, csökkenő kimenő jel arozik, a kimenő és bemenő jel közö a fázishelyze 80 -os. ANALÓG LKTONKA.

5 Bipoláris ranziszoros válakozó áramú erősíő alapkapcsolások Földel emieres (F) erősíő bázis ellenállásos munkapon-beállíással A munkaponi bázisáramo az B bázis ellenállás bizosíja a ápfeszülségből. Mivel ennek az ellenállásnak az éréke, néhányszor 00 k M arományba esik, ezér a bázis meghajása áramgeneráoros jellegű. A szimmerikus kivezérlés érdekében az Co munkaponi kollekor feszülsége - ha más megköés nincs- a "félápra" célszerű megválaszani, azaz Co azonos nagyságú az c -vel. z a beállíás a kollekor-bázis dióda záróirányú előfeszíésé is bizosíja. A bemenei C kondenzáor csak a meghajó generáor válakozó áramú összeevőjé engedi á, a C kondenzáor a kollekor feszülség ingadozásá, min válakozó feszülsége csaolja a erhelő ellenállásra. A munkapon-beállíó elemek számíása: Co B C A kapcsolás háránya az erős hőmérséklefüggés. A hőmérsékle növekedés haására egyrész a bázis-emier feszülség csökken másrész a kollekor-bázis ámene záróirányú árama növekszik. Mindké haás a bázisáram és ezen kereszül a kollekor áram növekedéséhez veze. A növekvő kollekor áram egyre nagyobb feszülség esés hoz lére a kollekor ellenálláson, a kollekor poenciál a 0 V felé vándorol. Az Co csökkenése mia a kimenő válakozó feszülség orzul. A hőmérsékle függés emierköri vagy valamilyen más negaív visszacsaolással csökkenheő. Földel emieres (F) erősíő bázisoszós munkapon-beállíással A munkaponi bázisfeszülsége egy ápfeszülségre kapcsol ellenállás oszó arja a - pillananyi hőmérsékleől függelenül - állandó éréken. Az oszó árama álalában a munkaponi bázisáram 0-szerese, azaz az oszó felső agján az alsó agján 0 áram folyik és egy befolyik a bázisba. Az oszó áramá eseenkén 5 0 -ra is meg lehe válaszani. Az bázisfeszülség haására a ranziszor kinyi, azonban az emier ellenálláson áfolyó emier áram olyan feszülség esés hoz lére mely éppen a nyiás ellen ha. A bázisáram megválozás a B szeresen válozó emier áram és így a B szeresen válozó emier feszülségerősen korláozza. nnek haására a munkaponi bázis és kollekor áram sabilizálódik, legalábbis lényegesen kevésbé válozik, min az előző kapcsolás eseén. Az emier ellenállás negaív soros-áram vissza- ANALÓG LKTONKA. Co

6 - 6 - csaolás valósí meg. Az emier kondenzáor az emier ellenállás válakozó áramúlag rövidre zárja, így a visszacsaolás csak egyenáramú szemponból, azaz csak a munkaponra haásos. A munkapon-beállíó elemek számíása: 0 A munkapon-beállíó elemek számíása elő az o emier feszülsége vagy az bázis feszülsége meg kell válaszani. z a válaszás, ké egymással ellenées szempon a munkapon sabiliás és a kivezérelheőség közöi egyensúly megkeresésé jeleni. Ha úlságosan nagy emier feszülsége válaszunk, akkor a sabiliás ugyan jelenősen megnő, de nem marad kivezérléshez feszülség, ellenkező eseben a nagyon kicsi emier feszülség nem elég haásos a munkapon sabilizálásra, viszon nagy kivezérelheőség érheő el. A gyakorlaban álalában megfelelő a 0, válaszás, de ado eseben eől is el lehe érni. Meg kell emlíeni, hogy a munkapon sabilizálása nem az emier feszülségől, hanem az emier ellenállás érékéől függ. Földel emieres erősíő válakozó áramú helyeesíő képe és üzemi jellemzői C A ké különböző munkapon-beállíású földel emieres kapcsolás, válakozó áramú helyeesíő képe azonos, így az ismereésre kerülő helyeesíő kép mindké kapcsolásra vonakozik. A földel emieres alapkapcsolás helyeesíő képének elkészíéséhez a ranziszor "h" paraméeres egyszerűsíe helyeesíő képéből kell kiindulni, majd ez a munkapon-beállíó elemekkel kell kiegészíeni. A h-el párhuzamosan kapcsolódik az B bázisellenállás, ami bázisoszós munkapon-beállíás eseén az és ellenállások párhuzamos eredője. nnek az a magyarázaa, hogy a ápfeszülség válakozó áramúlag rövidzár. z úgy kell érelmezni, hogy a ápfeszülsége előállíó egyenáramú generáor forrásfeszülsége a ölések mozgásáól függelenül állandó, azaz a feszülség válozása nem jelenik meg a kapcsain, ehá válozásra nézve rövidzár. A helyeesíő kép kizárólag válakozó áramra érvényes, ezér nem szerepel benne a ápfeszülség! gyanígy az C kollekor ellenállás is a kollekor és az alsó közös vezeék azaz a földpon közé kapcsolódik. A helyeesíő kép alapján az üzemi jellemzők: be B h h A u h h A bemenei ellenállás alapveően a legkisebb érékű h haározza meg, de annál kevesebb. Jelenősen a bázisoszó alsó agja csökkenhei még a bemenő ellenállás. A erhel feszülségerősíés összefüggésében a negaív előjel a fázisfordíásra ual. A erhelő ellenállás a h-vel és az C - vel kapcsolódik párhuzamosan, így a erhel feszülségerősíés is szá- Co Co ANALÓG LKTONKA. C h o ki C Co h

7 - 7 - míhaó. Ha üresjárási feszülségerősíésre van szükség, akkor - el kell hagyni az összefüggésből. Nagy, eseleg néhányszor 00-szoros feszülségerősíés, nagy áramerősíés és nagy kollekor ellenállás melle érheő el. Az összefüggésben szereplő h/h hányados a ranziszor meredekségének nevezzük, jele S, mérékegysége siemens. Fizikailag, az egységnyi bemeni feszülséghez arozó kimenei áramo jeleni. A kimenei ellenállás definíciószerűen, a kimenei üresjárási feszülség és a kimenei zárlai áram hányadosa. z képezve kapjuk a kollekor ellenállás és a ranziszor kimenei vezeésének párhuzamos eredőjekén a kimenei ellenállás, ami a gyakorlaban egy elég nagy érék. z az jeleni, hogy az F erősíő csak kisebb, néhányszor 0 k-os erhelések meghajásra alkalmas. A fokoza áramerősíésé a bemeneen a h és az B valamin a kimeneen az ki és áramoszók haározzák meg. Az áramerősíés éréke h-nél kisebb. A eljesíményerősíés néhányszor 0 4 is lehe. A bázis ellenállásos munkapon-beállíás egyik válozaában, a bázis ellenállás nem a ápfeszülségből, hanem a kollekor feszülségből állíja elő a bázisáramo. Ha a növekvő hőmérsékle mia a ranziszor nyiásba vezérlődik, akkor a csökkenő kollekor feszülség a rá csalakozó B -n kereszül csökkeni a bázisáramo, azaz a ranziszor zárásba vezérli. A bázisellenállás egy párhuzamos - feszülség visszacsaolás valósí meg, ami jelenősen sabilizálja a munkapono, de jelenősen csökkeni az amúgy is kis érékű bemenei ellenállás. z az elve a bázisoszós munkapon-beállíás eseén is lehe alkalmazni, azaz a bázisoszó felső agja a kollekorba van kapcsolva. Az emier és a kollekor köri visszacsaolások erőeljesen sabilizálják a munkapono, de a bemenei ellenállás csökkenése nem kedvező a kapcsolás felhasználhaóságá illeően. A párhuzamos-feszülség visszacsaolás haásalan a feszülségerősíésre. Földel emieres (F) erősíő emierköri negaív visszacsaolással A munkapon-beállíás elve és az alkarészek számíása az előző kapcsolással azonos, az elérés, hogy nincs emier kondenzáor. mier kondenzáor nélkül a negaív sorosáram visszacsaolás a hasznos vezérlő jelre is haással van. Vezérléskor, a C csaoló kondenzáoron kereszül a válakozó feszülségű jel a bázisra ju. Ha válozik a bázis áram, akkor a kollekor áram is válozik, méghozzá h-szeresen. Az emier feszülsége az emier ellenálláson folyó áram haározza meg, azaz a bázis áram és a kollekor áram öszszege. Az emier ellenálláson így nem csak a bázisáram válozás hoz lére feszülség válo- ANALÓG LKTONKA.

8 - 8 - zás, hanem még a h-szeres kollekor áram válozás is. kkora feszülség válozás azonban nem ud kialakulni, mer az emier ellenálláson eső feszülség éppen ellenkező irányban vezérli bázis-emier nyiófeszülsége, ami viszon a bázisáram válozás ellen ha. Ha az emier feszülség megnő, akkor csökkeni, ha lecsökken, akkor növeli a ranziszor áramai, végeredményben kialakul egy egyensúlyi helyze. z egyben az jeleni, hogy a bázisra kerülő vezérlőjele kövei az emier feszülsége. Az erősíő alapkapcsolás helyeesíő képé szinén úgy kapjuk meg, hogy a ranziszor "h" paraméeres helyeesíő képé kiegészíjük a munkapon-beállíó elemekkel. mier kondenzáor hiányában az emier mos nem kerül a földpoenciálra, hanem az emier ellenállásra van "ráüleve". Az B bázis ellenállás a bázis és földpon, az C kollekor ellenállás a kollekor és földpon közé csalakoznak. A rajz elrendezése segíi a visszacsaolás ípusának felismerésé. Mivel az áramgeneráor az emier ellenálláson is áhajja a kimenei áramo, ezér a visszacsaolás az árammal arányos, illeve az emier ellenálláson eső feszülség a bázis-emier feszülséggel kapcsolódik sorba, ezér a visszacsaolás soros-áram ípusú. A h paraméer ebben az eseben is elhanyagoljuk. Az üzemi jellemzők közül a bemenei ellenállás meghaározásához egy hurok és egy csomóponi egyenlee kell felírni. u i be be u i B B u i B i B h i i A hurok egyenleben i C i közelíéssel egyszerűbb alako kapunk. Jól lászik, hogy a h- el az h-szerese kapcsolódik sorba, azaz a ranziszor a bemene felé felranszformálja az emier ellenállás. z a haás növeli meg a bemenei ellenállás. A zárójeles kifejezésből h kiemelésével kapjuk a h ( + S ) összefüggés, ami a visszacsaolások árgyalásakor az ( + A S B Z )-nek felel meg. A csomóponi egyenlebe a bemenei feszülsége és az ellenállásoka helyeesíve kapjuk meg a bemenei ellenállás. u be be u be B h u be ( S ) A feszülségerősíéshez a bemenei feszülségre előzőleg kapo összefüggés használhaó. A u u u ki be i i B B h h Az üresjárási feszülségerősíés az elhagyásával haározhaó meg. lyenkor, ha a nevezőben az S >>, akkor az elhanyagolhaó, S-el oszva - C / -re egyszerűsödik a ör. z az jeleni, hogy ranziszor adaaiól függelenül, a feszülségerősíés közelíőleg a kollekor és az emier ellenállás hányadosa lesz. ANALÓG LKTONKA. B h ( C ( S i be B h B h i ) S ( C ) S B (h ( S ) h ) )

9 - 9 - A kimenei ellenállás az üresjárási feszülség és a rövidzárási áram hányadosa. Üresjárásban nem vagy alig érvényesül a visszacsaoló haás, ezér a bázisáram nagyobb éréke vehe fel. övidzárban az emier feszülség jelenősen megnő a bázis-emier feszülség rovására, így a bázisáram kisebb érékű lesz. A ké üzemmódban az elérő bázisáramo a kimenei ellenállás meghaározásakor úgy kell figyelembe venni, hogy az u be bemenei feszülsége éelezzük fel állandónak. Kollekor ellenállás nélkül a levezee kimenei ellenállás, +S szerese lesz a főerősíő /h kimenei ellenállásának. A kollekor ellenállás ezzel az ki ' belső kimenei ellenállással kapcsolódik párhuzamosan és jellemzően meghaározza a fokoza kimenei ellenállásá. u be h ' u kiü h h h ( S ) S ki i u kirz be (h ) h h h h h S ki C C h Az F kapcsoláshoz viszonyíva, soros-áram visszacsaolásra jellemzően, a bemenei és kimenei ellenállás növekszik, a feszülségerősíés csökken, az áram erősíés nem válozik. Az emierköri negaív visszacsaol alapkapcsolásnak léezik egy válozaa, melynél bázisoszó helye, csak egy bázisellenállás bizosíja a bázis áramo. Az eredei kapcsoláshoz viszonyíva nagyobb a bemenei ellenállása, mivel a 0 B0 áramú bázisoszó nem erheli a vezérlő generáor. Más jelenősebb kedvező ulajdonsággal nem rendelkezik. Mivel a bázis feszülsége nem rögzíe, ezér a munkapon sabiliása is kisebb. Földel kollekoros (FC) erősíő alapkapcsolás A földel kollekoros erősíő alapkapcsolás bázisban vezéreljük, a kimenő jele az emier ellenállásról veszszük le. A munkapon beállíó elemek számíásának alapja a szimmerikus kivezérlés bizosíása. z az jeleni, hogy az o munkaponi emier feszülsége az / -re célszerű megválaszani. A munkapon-beállíó elemek számíása azonos az előzőkkel. 0 o o Co ANALÓG LKTONKA.

10 - 0 - A bázisra kapcsol vezérlő feszülsége - az előző ponban leírak szerin - az emier feszülsége kövei, a kapcsolás ezér emier köveőnek is nevezzük. A fokoza ehá nem fordí fázis. A bemenei, a bázis-emier és a kimenei válakozó feszülségekre felírhaó hurokegyenleből lászik, hogy a kimenőjel a bemenőjel része, ezér a feszülségerősíés éréke <, azaz közel egységnyi. A kapcsolás helyeesíő képéhez a munkapon-beállíó elemekkel kiegészíe ranziszor helyeesíő képpel lehe eljuni. A kollekor közvelenül a ápfeszülségre csalakozik, ami válakozó áramúlag földpon. A rajz elrendezése segíi a visszacsaolás ípusának felismerésé. Az emier ellenállás a bemenere sorosan, a kimenere párhuzamosan kapcsolódik. Mivel a eljes kimenei feszülség visszacsaolódik a bemenere, ezér az emier ellenállás 00%-os negaív soros-feszülség visszacsaolás valósí meg. A bemenei ellenállás, az emierköri negaív visszacsaol kapcsoláshoz hasonlóan alakul, de annál nagyobb, mer az emier ellenállás is nagyobb. be B h ( S( )) A u S( ) S( ) A erhelés az emier ellenállással kapcsolódik párhuzamosan, ezér a bemenei ellenállásba is beleszól. Az üresjárási feszülségerősíés, az elhagyásával lehe számíani. A kimenei ellenállásban lászik a meghajó generáor g belső ellenállása. nnek az a magyarázaa, hogy üresjárásban eljes, rövidzárásban viszon megszűnik a visszacsaolás. gyedüli bizos pon a bemenei meghajó generáor forrásfeszülsége. Ha ez a feszülség nagy belső ellenálláson kapcsolódik a bemenere, akkor az egy u B nyiófeszülséggel kisebb kimenei feszülség erhelheőségé befolyásolja. deális meghajás eseén a kimenei ellenállás nagyon kicsi, a h / h mia 000 is lehe. A földel kollekoros alapkapcsolás felhasználása széleskörű, a nagy bemenei és a kis kimenei ellenállása mia leválaszó, illesző fokozakén jól használhaó. A szakirodalomban impedancia ranszformáor elnevezéssel is alálkozhaunk. Az összes alapkapcsolás közül a földel kollekoros rendelkezik a legnagyobb bemenei ellenállással. lőfordulha, hogy ennél nagyobb bemenei ellenállásra van szükség. Az alapkapcsolás kiegészíésével öbb M-os bemenei ellenállás is elérheő. A kiegészíés lényege, hogy a kimene feszülsége egy kondenzáorral (C3) visszacsaoljuk a bázisoszó oszásponjára. Az oszáspon feszülsége együ mozog a vezérlő jellel, ehá az oszó ellenállásai nem jelenenek erhelés a bemene felé. A ranziszor munkaponi bázisáramá az 3 ellenállás bizosíja. A kapcsolás elnevezése magyarul feszülség-uánhúzó, angolul boosrap. ANALÓG LKTONKA. ki h ( h g B )

11 Földel bázisú (FB) erősíő alapkapcsolás - - A földel bázisú erősíő alapkapcsolás vezérlő bemenee az emier, a kimenee a kollekor. A munkapon-beállíó elemek az F erősíőnél megismer szemponokhoz hasonlóan haározhaók meg. A bázisoszó áramának megválaszása nem kriikus, mivel, nincs haása semmilyen jellemzőre. A szokványos érék az 0-szerese lehe. Az emier feszülsége 0,0, -re célszerű megválaszani. A szimmerikus kivezérelheősége a kollekor ellenállás feszülsége és az Co azonossága bizosíja. 0 C A C B kondenzáor a bázis feszülség válakozó áramú összeevőjé zárja rövidre. A ranziszor helyeesíő képé a munkapon beállíó elemekkel kiegészíve kapjuk meg az FB alapkapcsolás helyeesíő képé. A rajz elrendezése segíi a visszacsaolás ípusának felismerésé. A visszacsaoló négypólus a bemeneen párhuzamosan, a kimeneen sorosan kapcsolódik a ranziszorral. bből kövekezik, hogy negaív párhuzamos - áram visszacsaolás jön lére. Ha az emier ellenálláson nő a vezérlő feszülség, akkor a bázis-emier dióda feszülsége záró irányba mozdul el, a bázisáram csökkenése h-szeresen csökkeni az emier áramo és így az emier feszülsége is. Az emier áram a vezérlő feszülséggel ellenéesen válozik, ezér a fokoza bemenei ellenállása nagyon kicsi. A helyeesíő kép alapján az üzemi jellemzők: be h h A u h h A feszülségerősíés megegyezik az F kapcsoláséval, de fázis nem fordí. Az üresjárási feszülségerősíés az = helyeesíéssel lehe számíani. Az áram erősíés <, azaz közel egységnyi. A kimenei ellenállás közelíőleg az C -vel egyezik meg. Az FB kapcsolás haárfrekvenciája a legnagyobb az összes alapkapcsolás közül, mivel a C CB kollekor - bázis záróréeg kapaciás a bázis oldalon földelve van. ( C Co Co ) o o ki C ANALÓG LKTONKA.

12 - - A ranziszoros erősíő alapkapcsolások jellemzőinek összehasonlíása: B A A K F n x k n x 00 < h C F VCS n x 0 k < F = F > F FC n x 00 k < < h n x 0 FB n x 0 = F < = F nipoláris ranziszoros válakozó áramú erősíő alapkapcsolások A munkapon-beállíás célja, hogy a érvezérlésű ranziszor akív vagy analóg arományban való működéséhez szükséges feszülségek és áramok bizosíva legyenek. A munkapon-beállíás alapjá az GS0, DS0 és az D0 kaalógus adaok képezik. Földel source-ú (FS) alapkapcsolások Önvezeő réeg és szigeel elekródás FT-ek munkapon-beállíása hasonlóan örénik, mivel karakeriszikáik is nagyon hasonlóak. Az önvezeő FT-ek erősíő üzemének feléele, hogy bizosíva legyen a megfelelő nagyságú drain - source feszülség és az egyenáramú gae előfeszülség. Az DS0 feszülség akkor megfelelő nagyságú, ha a csaorna belsejében ki ud alakulni a öléshordozók áramlásá meghaározó villamos ér. Mivel az DS0 álalában ado vagy kaalógusban hozzáférheő, ezér nem kell a megválaszani, egyébkén nagyobbnak kell lennie min a gae előfeszülség és az elzáródási feszülség különbsége. A gae előfeszülség egy egyszerű feszülségforrással is előállíhaó, de szükség van egy soros indukiviásra is, ami a válakozó áramú vezérlő jele a munkaponi feszülségől elválaszja. z a munkapon-beállíás megleheősen kedvezőlen, akár az ellenkező polariású öbble ápfeszülségre, akár az indukiviás méreeire nézve. Az előfeszülség a source feszülséggel is beállíhaó, azaz a gae-e köjük a 0 V-ra és a source poenciáljá emeljük a szükséges érékre. hhez mindössze egy S ellenállás kell a sourceal sorba köni. Ha a FT ranszfer karakeriszikájába berajzoljunk egy ellenállás karakerisziká, akkor a kelekező meszéspon kijelöli a munkaponi érékeke. Az S ellenálláson ehá a drain áram hozza lére gae - source előfeszülsége. z a kapcsolási kialakíás nevezzük auomaikus munkapon-beállíásnak. Ahhoz, hogy a gae "udja", hogy hol van a 0 poenciál, egy ellenállással 0 V-ra köjük. z az ellenállás lesz egyben a fokoza bemenei ellenállása is. A munkapon-beállíás ovábbi szemponja a szimmerikus kivezérelheőség bizosíása. ANALÓG LKTONKA.

13 - 3 - G S D 0k M GS0 D0 D0 D0 Önzáró FT-es alapkapcsolás munkapon-beállíásának szemponja szinén a szimmerikus kivezérlés bizosíása. A munkaponi GS0 feszülség az G0 és az S0 feszülségek különbségéből alakul ki. Az G0 - az, erhelelen oszó állíja elő a ápfeszülségből, az S0 - az S -en áfolyó D0 hozza lére. Az oszó ellenállásai ké szempon figyelembe véelével válaszhaók meg: egyrész az oszásponon az G0 feszülsége elő kell állíani, másrész a párhuzamos eredőjük, az G a fokoza bemenei ellenállásá fogják meghaározni. Az S negaív soros-áram visszacsaolás valósí meg a munkaponra, de ez nem minden eseben szükséges. lyenkor a source közvelenül a földre kapcsolódik és a gae oszó GS0 -ra kell méreezni. A kapcsolásokban a C s a source köri visszacsaolás szünei meg a hasznos vezérlőjelre. G0 S D S0 D0 DS0 D0 S0 A földel source-ú erősíő alapkapcsolás helyeesíő képének előállíásához, a FT d vagy y paraméeres helyeesíő képé kell a munkapon - beállíó elemekkel kiegészíeni. Az G gae ellenállás, JFT eseén egy záróirányban előfeszíe, szakadáskén viselkedő réegámeneel, GFT eseén szakadás jelenő szigeelő réeggel kapcsolódik párhuzamosan. Az D ellenállás, d paraméeres helyeesíő kép eseén feszülségoszó, y paraméeres helyeesíő kép eseén áramoszó alko a kimenei generáorral. z uóbbi eseben a kimenei feszülséghez még D -vel kell megszorozni a leoszo áramo. be G A u d d D D y y D ki D d y D ANALÓG LKTONKA.

14 - 4 - Az FS erősíők fázis fordíanak. A erhelő ellenállás, ha van, akkor az D -vel kapcsolódik párhuzamosan. A gyakorlaban egy fokozaal kb szoros feszülségerősíés valósíhaó meg. Kis érékű bemenei áram eseén 0 4 nagyságrendű eljesímény erősíés érheő el. Az alsó haárfrekvenciá az G és a bemenei csaoló kondenzáor, a felső haárfrekvenciá a ranziszor nagyfrekvenciás paraméerei (f G =700mHz) haározzák meg. Földel drain-ű (FD) alapkapcsolások Az önvezeő és önzáró FT-es FD alapkacsolások munkapon-beállíásának szemponja -ha más feléel nincs- a szimmerikus kivezérlés bizosíása. A szimmerikus kivezérelheőséghez a S0 source feszülsége félápra kell megválaszani. A gae feszülsége az, erhelelen oszó állíja elő a ápfeszülségből. Az oszó ellenállásai ké szempon szerin válaszhaók meg: az oszásponon az G0 feszülsége elő kell állíani, és a párhuzamos eredőjük ( G ) a fokoza bemenei ellenállásá fogják meghaározni. Az G0, önvezeő FT eseén GS0 -al kisebb, önzáró FT eseén G S0 -al nagyobb min az S0. önvezeő FT-es kapcsolás G0 G0 S A gae kör feszülségei p csaornás eseben is érelemszerűen érvényesek. A FT-ek disszipációs eljesíményé egy körüli D ellenállás beikaásával lehe csökkeneni. Üzemi jellemzőke mindhárom FD kapcsolásra vonakozóan, az y (vagy d) paraméeres válakozó áramú helyeesíő kép alapján lehe meghaározni. S0 D0 S0 GS0 önzáró FT-es kapcsolás G0 G0 S S0 D0 S0 GS0 ANALÓG LKTONKA.

15 be G A erhelő ellenállás az S -el kapcsolódik párhuzamosan. Az FD kapcsolások nem fordíanak fázis. Feszülségerősíésük -a 00%-os soros feszülség visszacsaolásra jellemzően- <. A szakirodalomban source köveő néven is megalálhaók. A kimenei ellenállásuk 0 00 nagyságrendbe esik, ezér leválaszó, illesző erősíőkén használhaók fel. Földel gae-ű (FG) alapkapcsolások A u y p y p Az önvezeő és önzáró FT-es FG alapkacsolások munkapon-beállíásának szemponja -ha más feléel nincs- a szimmerikus kivezérlés, azaz DS0 = D bizosíása. Az G0 munkaponi feszülsége szinén egy erhelelen feszülségoszó állíja elő a ápfeszülségből. Az oszó ellenállások megválaszásához csak az G0 oszásponi feszülsége kell figyelembe venni, egyébkén csak a ápo erhelik. Az G0, önvezeő FT eseén GS0 -al kisebb, önzáró FT eseén GS0 -al nagyobb min az S0. A C G kapaciás az oszásponi feszülség válakozó áramú összeevőjé zárja rövidre. y S ki y S y önvezeő FT-es kapcsolás G0 G0 S S0 D0 S0 GS0 önzáró FT-es kapcsolás G0 G0 S S0 D0 S0 GS0 A gae kör feszülségei a p csaornás FT-ek eseén is érelemszerűen érvényesek. Üzemi jellemzőke mindhárom FG kapcsolásra vonakozóan, az y (vagy d) paraméeres válakozó áramú helyeesíő kép alapján lehe meghaározni. ANALÓG LKTONKA.

16 - 6 - be S y A u y D ki D Az FG kapcsolás bemenei ellenállása - a párhuzamos-áram visszacsaolásra jellemzően - kicsi, kb. 00 nagyságrendű, feszülségerősíése megegyezik az FS kapcsoláséval. Fázis nem fordí. rősíők minőségi jellemzői Frekvencia mene Az erősíő fokozaok frekvenciafüggésé a sávközépen elhanyagol, rövidzárnak vagy szakadásnak ekine reakív elemek okozzák. A reakív elemekől és a frekvenciáól függően a feszülségerősíés komplex mennyiséggé válozik. Az erősíő fokozaok frekvencia ávieli jellemzői ampliúdó-fázis karakeriszikával, BOD diagrammal lehe megadni. Alacsony frekvenciás ávieli ulajdonságoka a csaoló és emier kondenzáorok haározzák meg. A bemenei csaoló kondenzáor a bemenei ellenállással és a generáor belső ellenállásával frekvencia függő feszülségoszó alko. A frekvencia csökkenésével egyre kisebb feszülség vezérli az erősíő. A kimenei csaoló kondenzáor a erhelő és a kimenei ellenállással alko frekvencia függő feszülség oszó. A frekvencia csökkenésével egyre kisebb a erhelő ellenállásra juó feszülség. A bemeneen és a kimeneen kialakuló időállandók közül a kisebb fogja meghaározni az alsó haárfrekvenciá. f f abe aki ( ( g ki be ) C ) C ki be Jó alacsonyfrekvenciás áviel nagy be és nagy Cbe eseén lehe megvalósíani. Az emier kondenzáor haása összee. A frekvencia csökkenésével az emier kondenzáor reakanciája egyre nagyobb lesz, a "hidegíő" haás csökkenésével egyre inkább haásossá válik a soros-áram visszacsaolás, emia nő a bemenei ellenállás, ugyanakkor a feszülségerősíés csökken. Az alsó haárfrekvenciá a ké ellenées haás eredője haározza meg. Az alsó haárfrekvenciá méréssel célszerű meghaározni. Az emier kondenzáor önmagában ké örésponi frekvenciá eredményez. gyrész csökkenő frekvencia eseén már nem ekinheő rövidzárnak (f a ), másrész növekvő frekvencia eseén már nem ekinheő szaka- ANALÓG LKTONKA.

17 - 7 - dásnak (f a ). Az eredő frekvenciamene meghaározásához az emierköri negaív visszacsaol feszülségerősíés összefüggésében az - egy párhuzamos X C -vel kell kiegészíeni. Feszülségerősíés sávközépen: A u S C S Feszülségerősíés emier kondenzáorral: A u S C S( X C ) Komplex feszülségerősíés: A u S C (j) S j C S C( j C ) S j C Alapagokra bonás: A u (j) S Az eredő ávieli függvény ké konsans és ké frekvenciafüggő agból áll. C S j C C j S A u 0 lg S C A u 0 lg S f a S C f a C Az eredő ampliúdó mene (piros) A u -vel indul és A u -re érkezik. Érdemes megfigyelni, hogy f a annyi szorosa f a -nek min amennyi a ké erősíés hányadosa mérőszámban, illeve különbsége db-ben. Az ábrán a görbe szerin ez a hányados /0, =0 és a különbség 0dB-(-0dB)= 0dB. Az A u konsans ag, a frekvenciamenee csak függőleges elhelyezkedésében befolyásolja, az ábrában nem szerepel. A fázismene eredője a zöld görbe. Nagyfrekvenciás ávieli ulajdonságoka az -vel párhuzamosan kapcsolódó erhelő illeve szór kapaciások és a félvezeő belső kapaciásai haározzák meg. A szór kapaciások gondos szereléssel csökkenheők. A erhelő kapaciás az ki -vel és az -vel együ haározza meg az f c felső haárfrekvenciá. A ranziszor réegeiben a öléshordozók véges sebességgel mozognak. gyik munkaponból, egy másik munkaponba való áálláshoz időre van szükség, azaz a ranziszor nem képes köveni a gyors válozásoka. z a haás a réegek közö megjelenő kapaciásokkal lehe figyelembe venni. A bázis-emier nyióirányú réegámeneben a C B, a kollekor-bázis záróirányú réegámeneben a C CB kapaciás haározhaó meg. Mivel a C B kapaciás közvelenül a h-el kapcsolódik párhuzamosan, ezér elegendően nagy frekvencián a vezérlő jele rövidre zárva erősíés csökkenés okoz. A C B kapaciásnál, a C CB 5pF kapaciás csaknem ké nagyságrenddel kisebb, de egy ado ANALÓG LKTONKA.

18 - 8 - frekvencia fele lényegesen nagyobb erősíés csökkenés okoz. nnek az az oka, hogy a C CB kapaciás a felerősíe ellenfázisú jele csaol vissza a bemenere. Az ún. Miller haás szerin, a C v visszacsaoló kapaciás Au szorosan lászik a bemeneen. C V icv icv ube uki ube C Au M C V C M Au Au gy akív négypólus Au szorosan ranszformálja a bemeneére, a bemenee és kimenee közé kapcsol kapaciás. A C M lászólagos Miller kapaciás az be -vel és az g -vel alko frekvenciafüggő feszülségoszó és haározza meg az f CM felső haárfrekvenciá. A bemeneen és a kimeneen kialakuló időállandó közül a nagyobb haározza meg a felső haárfrekvenciá. f CM ( be g ) C M f C ( ki ) C Nagyfrekvenciás arományban öbb öréspon is lérejöhe, és mindegyik egy újabb 0dB / Dekád leörésű szakasz jelen a frekvencia meneben. gy erősíő fokoza nagyfrekvenciás ulajdonságai alapveően az alkalmazo félvezeő haározza meg. Torzíás Az erősíő fokozaoknak az a kedvezőlen ulajdonságá, hogy a bemenő jelhez viszonyíva a kimenő jel időbeli lefolyásá megválozaják orzíásnak nevezzük. A orzíások kelekezése ké okra vezeheő vissza, egyrész az erősíés frekvencia függő, másrész az akív elemek nem lineárisak. A frekvenciafüggés mia kelekező orzíás lineáris orzíásnak, a nemlineáris jellegből kelekező orzíás nemlineáris orzíásnak nevezzük. Az erősíők valamilyen elérő mérékben, mindké orzíás egyidejűleg lérehozhaják. Lineáris a orzíás ha a kimenei jelösszeevők aránya és fázisa az erősíő frekvencia függő ulajdonságai mia megválozik. Frekvenciaorzíás: Ha az erősíés nagysága különböző frekvenciákon elérő, akkor a bemenőjel különböző frekvenciájú összeevői az erősíő különböző mérékben erősíi. A kimeneen az egyes jelösszeevők aránya elér a bemenei jel összeevőinek arányáól. Az elérés a haárfrekvenciák közelében jelenős. éldául: ha a felső haárfrekvencia 0 khz, akkor a bemenere érkező khz-es összeevő kisebb mérékben kerül erősíésre. A frek- ANALÓG LKTONKA.

19 - 9 - vencia orzíásról grafikusan az ampliúdó karakeriszika, vagy számszerűen a haárfrekvenciákon belül az erősíés legnagyobb db-ben mér elérése ad ájékozaás. Hangfrekvenciás erősíők frekvenciaorzíása ma a zenei információ jelenős része elveszhe, például a mély hangfekvésű hangszerek, nagybőgő, basszusgiár és a magas hangfekvésű hangszerek fuvola, cinányér hangjai lenyeli az erősíő. A frekvenciaorzíás sávszélesség növelésével javíhaó. Fázisorzíás: Akkor jön lére, ha az erősíő a kimenő jelben megválozaja a bemenei jel összeevőinek egymáshoz viszonyío fázishelyzeé. Jellemzően a haárfrekvenciákon fordul elő a frekvenciaorzíással együ. Megadása grafikusan a fáziskarakeriszikával, vagy számszerűen a haárfrekvenciákon belül a legnagyobb fokban mér szögeléréssel örénik. A frekvenciaorzíás az emberi fül nem érzékeli, de szereofonikus áviel eseén meghamisíja a érhaás. Nem lineáris a orzíás ha a kimenei jelben, az erősíő akív elemeinek nem lineáris ulajdonságai mia új, a bemenő jelben nem léező összeevők kelekeznek. Harmonikus orzíás: gyelen szinuszos bemenőjel eseére érelmezzük. gy nemlineáris karakeriszikára vezee szinuszos jel orzulásá lehe köveni az ábrán. Fourier éele szerin bármilyen időbeli lefolyású periodikus jel olyan szinuszos összeevőkből áll, amelyek frekvenciája a legkisebb összeevő frekvenciájának egész számú öbbszöröse. A legkisebb frekvenciájú összeevő alapharmonikusnak, a öbbszörös frekvenciájú összeevőke felharmonikusoknak nevezzük. éldául az khz-es szinusznak a khz, a 3 khz, a 4 khz, sb. szinuszok a felharmonikusai. A nemlineáris karakeriszikára vezee alapharmonikus a kimeneen felharmonikusokkal együ jelenik meg. Jól láhaó, hogy a kimenei feszülség negaív fél periódusa összenyomódo, és ezzel a jel álagéréke is megválozo. A harmonikus orzíás méréké a orzíási ényezővel lehe megadni. Definició szerin: felharm.elj n kh 00% 00% alapharm.elj A definíció szerini orzíás mérés megvalósíása nehézkes, mer a számláló méréséhez olyan szűrő kell ami csak az alapharmonikus nem engedi á, a nevező méréséhez pedig olyan szűrő kell ami csak az alapharmonikus engedi á. A gyakorlaban, kh < 0% eseén alkalmazhaó és egyszerűbben kivielezheő és mérheő összefüggés: felharm.elj. kh 00% felharm. alapharm.elj n... n 00% ANALÓG LKTONKA.

20 - 0 - hhez a méréshez csak az alapharmonikus szűrésé kell megoldani. A harmonikus orzíás (klir fakor) egy leheséges megadása: kh = 0,08 vagy kh = 8 % vagy kh = - db. Modulációs orzíás: Több szinuszos bemenőjel eseén érelmezzük. Nemlineáris karakeriszikára vezee ké, elérő frekvenciájú alapharmonikus orzulásá lehe az ábrán nyomon köveni. Az alacsony frekvenciájú, nagyobb ampliúdójú jelhez a nagyobb frekvenciájú, kisebb ampliúdójú jel hozzáadódik és így egy jelkén hozzák lére a nemlineáris karakeriszikára juó jele. Az alacsonyabb frekvenciájú jel harmonikus orzíás, a nagyobb frekvenciájú jel viszon modulációs orzíás szenved. Moduláció ala álalában egy szinuszos jel valamilyen jellemzőjének a moduláló jel függvényében örénő megválozaásá érjük. bben az eseben a nagyobb frekvenciájú jel ampliúdója válozik, az alacsonyabb frekvenciájú moduláló jel haására. Trigonomerikus összefüggésekkel bizonyíhaó, hogy a modulációs orzíás mia, a kimenő jelben az alapharmonikusok egészszámú öbbszörösein kívül, az alap és felharmonikusok összeg és különbségi frekvenciái is megjelennek. A modulációs orzíás mérésekor 50 Hz-es és 0 khz-es frekvenciájú, 4: ampliúdó arányú szinuszos feszülségeke kapcsolnak a mérendő erősíőre. A orzíás mérékéről az erősíő kimeneén megjelenő 9950 Hz és 0050 Hz frekvenciájú összeevők nagyságából lehe kövekezeni. A kisjelű erősíők % modulációs orzíása már füllel érzékelheő, 3% kellemelen hangérzee kel. A nemlineáris orzíás az erősíő fokozaok linearizálásával csökkenheő. Megoldás lehe egy öbb fokozao áfogó negaív visszacsaolás, vagy az akív elem munkaponjá a kevésbé görbül karakeriszikára beállíani. rősíők zajviszonyai Az erősíők kimeneén a vezérlőjelől függelenül, hasznos információ nem hordozó, idegen feszülségek is megjelennek. zeke a feszülségeke összefoglaló néven zajnak nevezzük. A zajok eredee lehe külső és belső. Külső eredeű idegen feszülségek: A környezeből származó villamos és mágneses erek indukáló haása. lye okozha a villámlás, vagy egy közelben végze hegeszési munka, egy közeli ranszformáor szór ere, eseleg egy kommuáoros forgórészű moor kefeszikrázása. Az erősíő és a hozzávezeő jelvezeés megfelelő árnyékolásával csökkenheők az így kelekező zajok. A ápfeszülség elégelen szűrése mia megjelenő búgófeszülség, A búgófeszülség az ANALÓG LKTONKA.

21 - - egyenirányíás uán az egyenfeszülséggel együ megjelenő 50 Hz-es vagy 00 Hz-es válakozó áramú összeevő. Csökkenése a szűrés javíásával, eseleg a kisebb áramú munkapon beállíásával leheséges. Belső eredeű idegen feszülségek: o Flicker vagy villódzási zaj félvezeő diódáknál, ranziszoroknál lép fel, eljesímény sűrűsége nem egyenlees. Az eszközön áfolyó áram négyzeével arányos, széles spekrumú zaj. Csökkeneni vagy megszüneni nem lehe. o Söré zaj a réegámeneben a öléshordozók, azaz az elekronok és a lyukak rekombinációjának kövekezménye. Minden elekron - lyuk pár megszűnése poenciálválozás jelen, mely vezérlő jelkén ha az erősíőre. o Termikus zaj az elekronok rendezelen hőmozgásának kövekezménye. Az ebből a mozgásból származó áramo, ermikus zajáramnak nevezzük. A zajáram mia minden vezeőben z = z nagyságú zajfeszülség lép fel. Johnson szerin a ermikus zajeljesímény z = k T B, ahol a k =, Ws/K a lzmann állandó, a T az abszolú hőmérsékle, és a B a sávszélesség. A zajfeszülségre és a zajeljesíményre e megállapíások alapján, minden ellenállás egy zajmenes belső ellenállású és egy zaj forrásfeszülségű feszülséggeneráorral helyeesíheő, mely a rákapcsol illesze erhelésen éppen a z zajeljesímény adja le. z k T B zaj 4 k T B A ermikus zaj elérő mérékben, de minden passzív és akív alkarészben lérejön. Kondenzáorok és ekercsek eseén a zaj a veszeségi ellenállások függvénye. Az erősíők zajosságá az úgyneveze jel/zaj viszony és a zajényező jellemzi. A jel/zaj viszony a jeleljesímény és a zajeljesímény hányadosa db-ben. A zajényező (F) a bemenere és a kimenere vonakozao jel/zaj viszony hányadosa szinén db-ben kifejezve. jel/ zaj Ha egy ranziszoros egyfokozaú erősíőben a ranziszor nem ermelne zaj, akkor csak a bemenere kerülő ermikus zaj lenne felerősíve, azaz zajki = A zajbe. bben az eseben a hányados =, ehá a zajényező 0 db lenne. A valóságban az F > 0. Az erősíő fokoza zajényezője csaknem azonos az akív elem zajényezőjével. Többfokozaú erősíők eseén, mindig az első fokoza zaja a meghaározó. jel zajbe zajki db 0 lg F FdB 0 lg F zaj jelbe jelki zajki A zaj zajbe ANALÓG LKTONKA.

22 - - Többfokozaú erősíők A gyakorlai alkalmazások eseén, öbbnyire előír feszülségerősíéssel, előír bemenei és kimenei ellenállással, eseleg előír frekvenciameneel rendelkező erősíő fokozara van szükség. A felsorol köveelményeke egyelen erősíő alapkapcsolás álalában nem képes eljesíeni. Ado erősíés és egyéb minőségi jellemzők bizosíása, csak öbb megfelelően megválaszo fokoza összekapcsolásával valósíhaó meg. Tömbvázla szerűen: lőerősíő: a jelgeneráor illeszi az erősíőlánchoz. Álalában a bemenei ellenállása nagy, a kimenei ellenállása kicsi, feszülségerősíése. Főerősíő: a szükséges feszülségerősíés bizosíja. A főerősíő a megfelelő feszülségerősíés céljából, álalában öbb erősíőfokoza összekapcsolásából épül fel. A főerősíő eredő feszülségerősíése az egyedi erősíések szorzaával egyenlő. Végerősíő: az erősíőlánco illeszi a erheléshez. A kimenei ellenállása álalában kicsi. Az erősíőfokozaok csaolásának nevezzük az a kapcsolásechnikai megoldás, amikor az egyik fokoza kimeneéről egy csaoló négypólussal a másik fokoza bemeneére csalakozajuk a villamos jele. A csaolás módja lehe: - egyenáramú (DC) - válakozó áramú (AC) gyenáramú vagy galvanikus vagy közvelen csaolási módok: övidzár (a.): csak abban az eseben alkalmazhaó, ha a munkaponi feszülségek azonosak. A hasznos jel csillapíalanul ju ovább és az egyenáramú áviel kövekezében 0Hz az alsó haárfrekvencia (DC erősíő). Háránya, hogy öbb fokoza eseén - a munkaponi feszülségek fokozaonkéni elolódása mia - csökken a kivezérlési aromány. z a hárány szinelolók segíségével kiküszöbölheő. A szinelolók fő kriériuma, hogy a munkaponi feszülségek illeszésé, a hasznos jel minimális csillapíásával oldják meg. Feszülségoszós szineloló (b.) eseén a munkaponi feszülségek illeszésé egy - a, b ellenállásokból felépíe - feszülségoszó bizosíja. Hárányai egyrész, hogy a meghajó fokozao erheli, így csökkeni annak feszülségerősíésé, másrész, a hasznos jele is jelenősen csillapíja, ezér rikán használaos. Zener-diódás szineloló (c.) a munkaponok közöi különbségi feszülsége egy zener-dióda szedi magára, melynek munkaponjá egy z ellenállás állíja be a leörési arományba. A zener-dióda differenciális vagy válakozó áramú ellenállása nagyon kicsi, így a hasznos jele csillapíás nélkül viszi á, de a ANALÓG LKTONKA.

23 - 3 - munkapon-beállíó ellenállás min erhelés csökkeni a meghajó fokoza erősíésé. Háránya, hogy a zener- ill. a lavina effekus mia jelenős zaj kelekezik, ezér nagy erősíésű fokozaoknál alkalmazása nem célszerű. Tranziszoros szinelolók (d.) eseén a fokozaok közöi csaoló hálóza szinén rövidzár, a munkaponi feszülségek illeszésé a fokozaról fokozara válogao ípusú például NN-N ranziszorok oldják meg. A közvelen csaolású erősíők legnagyobb problémája, a munkapon elolódása vagy vándorlása azaz a drif, ami nem azonos a ranziszorban folyó drif- vagy sodródási árammal. A drif azér okoz gondo, mer az egyenfeszülség és a jel közö nincs semmilyen különbség. A bemenei áram kicsiny válozása mindenképpen nagy válozásoka idéz elő a kimenei eljesíményben, akár a jel haására, akár valamilyen más ok, például hőmérsékleválozás vagy ápfeszülség-válozás mia olódo el a munkapon. A drif csökkenése érdekében fokozaonkéni egyedi ill. öbb fokozao áfogó negaív visszacsaolásoka kell alkalmazni. Válakozó áramú csaolási módok C csaolás: a fokozaok munkaponi feszülségei egyenáramúlag egy C csaoló kondenzáor válaszja el. Mivel a csaoló kondenzáor reakanciája az előző fokoza kimenei és a kövekező fokoza bemenei ellenállásával frekvenciafüggő feszülségoszó képez, az áviel frekvenciafüggő lesz. Sávközépen az áviel egységnyi, fa = / ( ki + be ) C frekvencián - 3dB. Az C csaolás előnye, hogy az egyes fokozaok munkaponjai egymásól függelenül beállíhaók. Transzformáoros csaolás: a munkaponi feszülségeke egy ranszformáor primer és szekunder ekercsei válaszják el. Főleg nagyfrekvenciás válakozó feszülségerősíőkben használaos pl. anenna erősíő eseén. Az áviel a meneszám illeve a feszülség áéelől függ (a=u/u=n/n). Legnagyobb előnye, hogy eljesímény illeszés valósíhaó meg a fokozaok vagy a erhelés közö. A ranszformáor különleges ávieli ulajdonsága, hogy a szekunder oldali erhelés az meneszám áéel négyzeével ranszformálja a primer oldalra, azaz a szekunder oldali erhelés az áéel négyzeszeresen lászik a primer oldalon. Ha a ekercsekkel párhuzamosan kondenzáorok vannak kapcsolva, a fokozaok hangol erősíőkén is használhaók pl. rádió vevő, TV vevő KF erősíői. A ranszformáor háránya, hogy kiseljesíményű üzemben rossz a haásfoka, előállíása körülményes és kölséges, nehéz és viszonylag nagy helye igényel. A öbbfokozaú erősíőkben, öbb fokozao áfogó, megfelelően megválaszo negaív visszacsaolás jelenősen javíja a sabiliás, csökkeni a zaj, csökkeni a orzíás és növeli ANALÓG LKTONKA.

24 - 4 - a sávszélessége. A kapcsolási példa egy háromfokozaú, közvelen csaol erősíő mua be. Az T első és a T második fokoza F, a T3 harmadik fokoza FC kapcsolású. A T ranziszor bázisoszójá az és az alkoja. A bázisoszó a második fokoza emier feszülségé oszja le az első fokoza bázisába. z a megoldás egy negaív párhuzamos - áram visszacsaolás valósí meg a munkaponra. Ha például a T ranziszor munkaponja a hőmérsékle emelkedése mia nyióirányba vándorol, akkor a kollekor feszülsége és ezen kereszül a T emier feszülsége is, csökken. A csökkenés a bázisoszón visszajuva záró irányba vezérli a T ranziszor, így jelenősen javul a munkapon sabiliása. A visszacsaolás a vezérlő jelre haásalan, mivel a C3 kondenzáor válakozó áramúlag rövidre zárja a T emieré. A fázisviszonyok elemezése alapján megállapíhaó, hogy a kimenei feszülség fázisa azonos a vezérlőjel fázisával. Az 5 ellenállás a kimenei feszülséggel arányos jele jua az 4 ellenállásra, ami a T ranziszor számára mindhárom fokozao áfogó negaív soros - feszülség visszacsaolás jelen, a munkaponra és a jelre is. Az 4 a T-re, az 7 a T-re és az 8 a T3-ra vonakozóan soros - áram visszacsaolásoka valósíanak meg. A öbbszörös visszacsaolás mia a feszülségerősíés jelenősen csökken a viszszacsaolalan erősíéshez viszonyíva, de a zaj és a nemlineáris orzíás is csökken. A második kapcsolási példa egy háromfokozaú AC csaol erősíő mua be. Az első fokoza egy FS erősíő. Nagy bemenei ellenállás érheő el az helyes megválaszásával. A második fokoza egy bázisoszós munkaponbeállíású F erősíő. Az uolsó FC fokoza kis kimenei ellenállás bizosí. A soros 0 és C6 visszacsaoló hálóza negaív soros - feszülség visszacsaolás hoz lére, de csak a vezérlőjelre vonakozóan. A munkaponok sabilizálásáról az 3, az 7 és az 9 ellenállások gondoskodnak. A feszülségerősíés gyakorlailag az F erősíő haározza meg. A visszacsaoló hálóza csökkeni a zaj és a nem lineáris orzíás, ugyanakkor a sávszélessége növeli. Szélessávú erősíők Szélessávúnak nevezzük azoka az erősíőke, melyekben különféle kapcsolásechnikai megoldásokkal igyekszünk nagyobb sávszélessége elérni. Az ilyen ípusú erősíőkre elsősorban elekronikus műszerekben, például AC feszülségmérő, oszcilloszkóp DC0MHz ANALÓG LKTONKA.

25 - 5 - vagy videó erősíő DC6,5MHz van szükség. A sávszélesség növelése olyan áramköri kiegészíésekkel leheséges, melyekkel egyrész az alsó haárfrekvencia csökkenheő, szélső eseben a 0 Hz közelébe, eseleg ovábbi áalakíással 0 Hz-re állíhaó, másrész a felső haárfrekvencia, az akív elem haárfrekvenciája fölöi érékre olhaó. Az ávieli sáv szélesíésének leheőségei: Csaoló, hidegíő kondenzáorok érékének növelése, eseleg elhagyása, nagyobb haárfrekvenciájú akív elemek alkalmazása, kollekor ellenállások csökkenése. Negaív visszacsaolással a sávszélesség növelése. Az erősíő fokozaok áalakíása, kiegészíése az erősíés csökkenés okozó haás kiegyenlíése céljából. z uóbbi eljárás nevezzük kompenzációnak. gy erősíő fokoza sávszélessége a felső és az alsó haárfrekvenciák különbsége. Az alsó haárfrekvencia kis éréke mia álalában elhanyagolhaó, így jó közelíéssel a sávszélesség a felső haárfrekvenciával egyezik meg. B = f f f a f f A sávközépi erősíés és a hozzá arozó sávszélesség szorzaá sávjóságnak nevezzük. A u B A u f f állandó A sávjóság egy ado kapcsolás eseén öbbnyire állandó érék és elsősorban az alkalmazo akív elem haározza meg. Az összefüggés alapján ehá egy - egy fokoza felső haárfrekvenciája annyiszorosára növekszik, ahányszor kisebb a visszacsaol erősíés az eredei sávközépi erősíésnél. Az ábrán a vasag vonallal jelöl ampliúdó mene sávközépi erősíése A u, a hozzáarozó sávszélesség a f f felső és f a alsó haárfrekvenciák különbsége. Ha ez az erősíő visszacsaolással egészíjük ki, akkor az erősíése A uv -re csökken és a sávszélessége f fv és f av különbségére növekszik. A visszacsaol ampliúdó menee a vékony vonal jelzi. Kompenzáció eseén a sávközépi erősíés nem válozik, de kiegészíő áramkörökkel a sávszélesség f fk és f ak különbségére növelheő. A kompenzálás kis- és nagyfrekvenciára külön - külön kell elvégezni. Az ábrán bejelöl haárfrekvenciák csak a bemuaás szolgálják, ehá nem fejeznek ki sorrende, előfordulha, hogy visszacsaolással nagyobb illeve kompenzációval kisebb sávszélesség érheő el. Kisfrekvenciás kompenzáláshoz a kollekor ellenállás egy és egy C alkarésszel frekvenciafüggővé alakíjuk á. Az "a" kapcsolásban sávközépen, a C kondenzáor rövidre zárja az ellenállás, így az erősíésben csak az c vesz rész. A frekvencia csökkenésével a kondenzáor egyre inkább szakadássá válik, megszűnik a sönölő haás, ezér az ellenállás az c-hez hozzáadódva megnöveli az erősíés. A "b" kapcsolásban sávközépen, a ANALÓG LKTONKA.

26 - 6 - C kondenzáor rövidzárja mia az ellenállás a ápfeszülségre köi. Az erősíés az c és az párhuzamos eredőjén jön lére. A frekvencia csökkenésével ez a párhuzamos kapcsola megszűnik, mivel a kondenzáor egyre inkább szakadássá válik. Az erősíés megnő, mer az c éréke egyedül nagyabb min az ellenállással párhuzamosan kapcsolva. A kisfrekvenciás kompenzálás melle, hogy az emier kondenzáorok ne befolyásolják sem a frekvencia menee, sem a bemenei ellenállás, célszerű elhagyni ezeke az alkarészeke. Nagyfrekvenciás kompenzálás úgy végezheő el, hogy a felső haárfrekvencia fölé hangol, megfelelő jósági ényezőjű rezgőkör kiemelése egyensúlyozza ki az erősíés csökkenés. A rezgőkör lehe, kollekor köri indukiviással párhuzamos, "c" ábra és lehe csaoló köri indukiviással soros, "d" ábra. A rezgőköri kapaciás minké eseben a ranziszor bemenei kapaciása. A gyakorlaban végze mérések szerin, párhuzamos rezgőkör eseén, Q = 0,64 jósági ényező melle kb.,7-szeres haárfrekvencia növekedés érheő el. A soros rezgőkör ekercsével párhuzamosan kapcsol ellenállással, a megfelelő jósági ényező, illeve ezen kereszül a leglaposabb frekvencia mene érheő el. bben az eseben kb. -szeres a felső haárfrekvencia növekedése. A jósági ényező nem megfelelő beállíása eseén a kompenzáció nem éri el a céljá. Alulkompenzálás nem növeli a felső haárfrekvenciá, a úlkompenzálás jelenős kiemelés okozha a frekvenciameneben, eseleg nagyfrekvenciás nehezen csillapodó lengések jelenhenek meg. Hangol erősíők Azoka az erősíőke, melyek ávieli sávja egy ado frekvencia arományra korláozódik, hangol vagy szelekív erősíőknek nevezzük. A szelekív erősíők, ehá valamely öbb frekvenciájú komponens aralmazó jel egyes komponenseinek, a öbbi elnyomása mellei kiemelésére, erősíésére szolgálnak. Az áeresző és záró aromány egymáshoz képes elfoglal helyzee alapján a szelekív erősíők lehenek felülvágó, alulvágó, sáváeresző és sávzáró ípusúak. A szelekív erősíőke a sávközépi frekvenciával vagy a frekvencia sávval, valamin egy minőségi jellemzővel, az oldalmeredekséggel lehe megadni. Az oldalmeredekség a szelekiviásra jellemző, azaz minél nagyobb az oldalmeredekség, (például: 40, 60, 80 db/d) annál szelekívebb az erősíő. A szelekív ulajdonságo az erősíőláncban alkalmazo LC és C eseleg L ípusú frekvenciafüggő hálózaok hozzák lére. A szelekív erősíő kéféle módon épíheő fel, a frekvenciafüggő hálóza csalakozaási módjáól függően. ANALÓG LKTONKA.