4.2. Műveleti erősítők, AC kapcsolások

Átírás

1 Elméleti összeoglaló z alábbi ábrán látható a valós műveleti erősítő rajzjele és helyettesítő képe. z valós műveleti erősítő paraméterei: Bemeneti ellenállás: 00 M (MOSFET esetén T nagyságrend is). Kimeneti ellenállás: általában 0 nagyságrendű. Nyílthrkú erősítés (0): Bemeneti áram: elhanyagolható. CM: 00 0 db tápeszültség értéke általában ± 5 V. példatárban nem ogjk a rajzokon bekötni, csak talnk rá a rajzjelen lévő két táp kivezetéssel. ejezetben a két alapkapcsolásra találnk példát, ezért itt most azokat és a hozzájk tartozó képleteket ismertetjük.

2 be ki 0 be ki 0 valós műveleti erősítő ent megadott nyílthrkú erősítése csak kis rekvencián érvényes. z erősítés már alacsony rekvencián elkezd csökkenni. z alábbi rekvencia átviteli karakterisztika egy ilyen esetet mtat be. negatívan visszacsatolt erősítő első határrekvenciájának közelítő értékét az alábbi képlet alapján számíthatjk ki: 0 0 hol 0 és 0 az erősítő nyílthrkú első határrekvenciája és a hozzá tartozó erősítés.

3 Mintapélda: C erősítő számítása. datok: 0 = 0 5 = 5 3 = M t = k Cbe = F Cki = 0 F 0 = 0 Hz Ut = 5 V - Számítsa ki és értékét! - dja meg az erősítő első határrekvenciáját! - Számítsa ki az erősítő bemeneti és kimeneti határrekvenciáját! - Határozza meg a túlvezérlés nélkül elérhető kimeneti eszültséghez (Ukimax = 3 V) tartozó bemenő vezérlőjel eektív értékét! Megoldás: Elsőnek az -es ellenállás értékét határozhatjk meg a neminvertáló erősítő erősítésének képlétével: 3 M 4,67 k 5 3 z -es ellenállás eladata a bemeneti nygalmi áram biztosítás. Számítása: 3 M 4,67 k 40 k 3

4 visszacsatolt erősítő első határrekvenciája az alábbi gyakorlatban használt összeüggésből ejezhető ki: Hz 40 khz 5 bemeneti és a kimeneti ellenállás az alábbi helyettesítő képből látható: kapcsolás bemeneti ellenállása megegyezik -gyel, mert a műveleti erősítőbe elhanyagolhatóan kis áram olyik. Tehát a bemeneti -C tag határrekvenciája: abe C be be,99 Hz 40 k F kimeneti -C tag esetében nem vesszük igyelembe a kimeneti ellenállást, mert az t-hez képest elhanyagolhatóan kicsi (kb. = 0) az értéke: aki C t ki 3,98Hz k 0F kis torzítással elérhető kimeneti eszült azt jelenti, hogy a kimeneti eszültség csúcsértéke nem haladja meg a tápeszültség értékét. Ez egy elvi maximm, a gyakorlatban ezt az értékét megközelíteni sem tdja, ezért a példában megadott 3 V-tal érdemes számolni. maximális kimeneti eszültség eektív értéke: U ki max U t 3V 9,9 V 4

5 Ebből a maximális bemeneti eszültség eektív: U bemax U Feladatok: 4... kimax C erősítő számítása. 9,9 V 5 367,6 mv datok: = 0 k t = k = 40 g = 0 mv g = k (a vezérlő jelgenerátor belső ellenállása) - Számítsa ki és 3 értékét! - Határozza meg az erősítő bemeneti ellenállását! - Számítsa ki az erősítő bemeneti és kimeneti eszültségét, ha a megadott generátorra kapcsolják! 5

6 4... C erősítő számítása. datok: = 0 k = 500 k t = k Ut = 5 V - Számítsa ki a eszültségerősítést! - Határozza meg a bemeneti ellenállás és a nygalmi áramot biztosító (3) ellenállás értékét! - dja meg a torzítatlan kimeneti és a hozzá tartozó bementi bemeneti eszültség eektív értékét (Ukimax = V)! -Mekkora a terhelésen ellépő maximális teljesítmény? 6

7 4..3. C erősítő számítása. datok: = k t = k = -00 a ki = a be = 0 Hz g = k (a vezérlő jelorrás belső ellenállása) - Számítsa ki, 3 és be értékét! - Számítsa ki a csatoló kondenzátorok értékét! 7

8 4..4. C erősítő számítása. datok: = 50 k = 470 k t = k a ki = a be = 5 Hz Ug = 50 mv g = 0 k - dja meg az erősítő eszültségerősítését viszonyszámban és logaritmiks egységben! - dja meg az erősítő teljesítményerősítését viszonyszámban és logaritmiks egységben! - Számítsa ki a bementi csatoló kondenzátor értékét! - Mekkora teljesítmény lép el a terhelő ellenálláson, ha a megadott generátor vezérli az erősítőt? - Határozza meg 3 értékét! 8

9 4..5. C erősítő számítása. datok: = 0 k t = k 0 = 0 Hz 0 = 0 6 = -0 Ut = 8 V Cbe = 3 F Cki = 0 F - Számítsa ki és 3 értékét! - dja meg az erősítő első határrekvenciáját! - Számítsa ki az erősítő bemeneti és kimeneti határrekvenciáját! - Határozza meg a kis torzítással elérhető kimeneti eszültséghez tartozó bemenő vezérlőjel eektív értékét (Ukimax = 5 V)! 9

10 4..6. Kétokozatú C erősítő számítása. datok: = 0 k 3 = 300 k 4 = 0 k 5 = 300 k g = 5 mv g = k - Számítsa ki az erősítő eredő bemeneti ellenállását! - Mekkora ellenállást célszerű alkalmazni helyén? - Mekkora az egyes okozatok és a teljes erősítő eszültségerősítése? z eredő erősítést adja meg logaritmiks egységben is! - Mekkora a kimenő eszültség, ha a megadott generátor vezérli az erősítőt? C erősítő számítása. datok: = 0 = 7 k 0

11 - Számítsa ki 3 értékét! - Számítsa ki a első határrekvenciát!