BUDAPESTI MŰSZAKI FŐISKOLA KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR AUTOMATIKA INTÉZET. Dr. Iváncsyné Csepesz Erzsébet ELEKTRONIKA

Hasonló dokumentumok
1 g21 (R C x R t ) = -g 21 (R C x R t ) A u FE. R be = R 1 x R 2 x h 11

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Schmitt-trigger tanulmányozása

Túlgerjesztés elleni védelmi funkció

F1301 Bevezetés az elektronikába Műveleti erősítők

Elektronika 2. TFBE1302

Jelformálás. 1) Határozza meg a terheletlen feszültségosztó u ki kimenı feszültségét! Adatok: R 1 =3,3 kω, R 2 =8,6 kω, u be =10V. (Eredmény: 7,23 V)

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

VILLAMOSIPAR ÉS ELEKTRONIKA ISMERETEK EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Elektronika 1. vizsga Σ

3. Gyakorlat. A soros RLC áramkör tanulmányozása

Kis orvosi jelfeldolgozás

Σ imsc

Közelítés: h 21(1) = h 21(2) = h 21 (B 1 = B 2 = B és h 21 = B) 2 B 1

Kis orvosi jelfeldolgozás

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR ELEKTROTECHNIKAI-ELEKTRONIKAI TANSZÉK DR. KOVÁCS ERNŐ ELEKTRONIKA II.

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Erősítő áramkörök, jellemzőik I.

8. Fejezet A HÁROM MŰVELETI ERŐSÍTŐS MÉRŐERŐSÍTŐ

párhuzamosan kapcsolt tagok esetén az eredő az egyes átviteli függvények összegeként adódik.

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

MISKOLCI EGYETEM VILLAMOSMÉRNÖKI INTÉZET ELEKTROTECHNIKAI- ELEKTRONIKAI TANSZÉK DR. KOVÁCS ERNŐ ELEKTRONIKA II/2. (ERŐSÍTŐK) ELŐADÁS JEGYZET 2003.

Fizika A2E, 11. feladatsor

3. Mérés. Áramkör építési gyakorlat III Összeállította: Mészáros András

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

7.1 ábra Stabilizált tápegység elvi felépítése

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR ELEKTROTECHNIKAI-ELEKTRONIKAI TANSZÉK DR. KOVÁCS ERNŐ ELEKTRONIKA II.

Fizika A2E, 7. feladatsor megoldások

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

3. Mekkora feszültségre kell feltölteni egy defibrillátor 20 μf kapacitású kondenzátorát, hogy a defibrilláló impulzus energiája 160 J legyen?

Egy idõállandós rendszer modell

) (11.17) 11.2 Rácsos tartók párhuzamos övekkel

Elektrotechnika 2. előadás

Előszó. 1. Rendszertechnikai alapfogalmak.

MATEMATIKA I. KATEGÓRIA (SZAKKÖZÉPISKOLA)

GAZDASÁGI ÉS ÜZLETI STATISZTIKA jegyzet ÜZLETI ELŐREJELZÉSI MÓDSZEREK

HF1. Határozza meg az f t 5 2 ugyanabban a koordinátarendszerben. Mi a lehetséges legbővebb értelmezési tartománya és

1. Előadás: Készletezési modellek, I-II.

! Védelmek és automatikák!

TELJESÍTMÉNYERÕSÍTÕK A TRANZISZTOR MODELLJE ELLENÜTEMÛ VEZÉRLÉS. Teljesítményerõsítõk

ANALÓG ELEKTRONIKA - előadás vázlat -

Digitális technika felvételi feladatok szeptember a. Jelölje meg, hogy X=1 esetén mit valósít meg a hálózat! (2p) X. órajel X X X X /LD

F1301 Bevezetés az elektronikába Bipoláris tranzisztorok

Elektronika 2. TFBE1302

Gépészeti rendszerek. RUGÓK (Vázlat) Dr. Kerényi György. Gépészeti rendszerek. Rugók. Dr. Kerényi György

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

TELJESÍTMÉNYELEKTRONIKA

Munkapont: gerjesztetlen állapotban Uki = 0 követelményből a munkaponti áramokra

VILLANYSZERELŐ KÉPZÉS VILLAMOS TÉR ÖSSZEÁLLÍTOTTA NAGY LÁSZLÓ MÉRNÖKTANÁR

BODE-diagram szerkesztés

II. Egyenáramú generátorokkal kapcsolatos egyéb tudnivalók:

A sebességállapot ismert, ha meg tudjuk határozni bármely pont sebességét és bármely pont szögsebességét. Analógia: Erőrendszer

Síkalapok vizsgálata - az EC-7 bevezetése

Tartalom. Időrelék. Időrelék. Időrelék BT-SERIES - Áttekintés D.2. BT-SERIES - Időrelék D.4. MCZ-SERIES- Időrelék D.8. DK-SERIES - Időrelék D.9 D.

Passzív és aktív aluláteresztő szűrők

Elsőrendű reakció sebességi állandójának meghatározása

JELEK ALAPSÁVI LEÍRÁSA. MODULÁCIÓK. A CSATORNA LEÍRÁSA, TULAJDONSÁGAI.

Elektronika 1. (BMEVIHIA205)

Gépészeti automatika

Negyedik gyakorlat: Szöveges feladatok, Homogén fokszámú egyenletek Dierenciálegyenletek, Földtudomány és Környezettan BSc

Kiserőmű Csatlakozási Terv

OSZCILLÓSZKÓP AZ ANALÓG VALÓS IDEJŰ OSZCILLOSZKÓP MŰKÖDÉSE ÉS ALKALMAZÁSA OSZCILLOSZKÓP ALKALMAZÁSA AZ OSZCILLOSZKÓP LEHET. Major László.

Fluoreszkáló festék fénykibocsátásának vizsgálata, a kibocsátott fény időfüggésének megállapítása

8. előadás Ultrarövid impulzusok mérése - autokorreláció

Négyszög - Háromszög Oszcillátor Mérése Mérési Útmutató

Intraspecifikus verseny

Ancon feszítõrúd rendszer

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

DIFFÚZIÓ. BIOFIZIKA I Október 20. Bugyi Beáta

3. feladatsor: Görbe ívhossza, görbementi integrál (megoldás)

ÁLLAPOTELLENÕRZÉS. Abstract. Bevezetés. A tönkremeneteli nyomások becslése a valós hibamodell alapján

KÖZLEKEDÉSGÉPÉSZ ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

AUTOMATIKAI ÉS ELEKTRONIKAI ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ A MINTAFELADATOKHOZ

Járműelemek I. Tengelykötés kisfeladat (A típus) Szilárd illesztés

REZONANCIÁRA HANGOLVA

2. Közös-emitteres erősítő fokozat

Kereskedelmi, háztartási és vendéglátóipari gépszerelő Kereskedelmi, háztartási és vendéglátóipari gépszerelő

Statisztika II. előadás és gyakorlat 1. rész

Villamosságtan II. főiskolai jegyzet. Írta: Isza Sándor. Debreceni Egyetem Kísérleti Fizika Tanszék Debrecen, 2002.

Elektronika 2. INBK812E (TFBE5302)

BUDAPESTI MŰSZAKI FŐISKOLA KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR AUTOMATIKA INTÉZET ELEKTRONIKA MINTAPÉLDÁK

SZUPERKRITIKUS FLUID KROMATOGRÁFIA KROMATOGRÁFIÁS ELVÁLASZTÁSI TECHNIKÁK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

A digitális multiméterek

Makroökonómiai modellépítés monetáris politika

3. EGYENÁRAMÚ MÉRÉSEK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

1.) Példa: MOS FET munkapontja, kivezérelhetősége ( n csatornás, növekményes FET)

Gingl Zoltán, Szeged, :25 Műszerelektronika - Műveleti erősítők 1

3. ábra nem periodikus, változó jel 4. ábra periodikusan változó jel

Analóg áramkörök Műveleti erősítővel épített alapkapcsolások

Szinkron sorrendi hálózatok tervezése

Hullámtan. Hullám Valamilyen közeg kis tartományában keltett, a közegben tovaterjedő zavar.

Átírás:

BDAPESI MŰSZAKI FŐISKOLA KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉNÖKI FŐISKOLAI KA AOMAIKA INÉZE Dr. Iváncsyné Csepesz Erzsébe ELEKONIKA Művelei erősíők BDAPES, 00.

6. MŰVELEI EŐSÍŐK A művelei erősíők inegrál áramköri echnikával készül szimmeriks bemeneű és aszimmeriks meneű egyeneszülség-erősíők. A közel ideális paraméerek bizosíása érdekében a művelei erősíő öbb áramköri egységből áll. A 6.. ábrán a művelei erősíő ömbvázlaa láhaó. Bemene Dierencia erősíő FE erősíő FC erősíő szineloló FE és/vagy FB erősíő eljesíményvégokoza Kimene 6.. ábra. Az álalános elépíésű művelei erősíő ömbvázlaa. Az inegrál művelei erősíő ké öldüggelen bemeneel és a öldhöz képes egy meneel rendelkezik (6.. ábra). A () jelű az inveráló, a () jelű a neminveráló bemenee a művelei erősíőnek. Az inegrál művelei erősíő álalában ké áporrással működeheő. A művelei erősíő jelképi jelölése és a ápeszülség alakíása láhaó a 6.. ábrán. A jelképi jelölésen gyakran nincsenek elüneve a áporrások vezeései, amelyek ermészeesen minden eseben szükségesek. be be be be a) b) 6.. ábra. A művelei erősíő a) jelképi jelölése és b) ápeszülség alakíása. A művelei erősíő vezérelheő szimmeriks bemenei jellel, közös bemenei jellel, aszimmeriks vezérlőjellel. A művelei erősíő legonosabb áramköri jellemzői a gyáró cégek kaalógsokban ismereik. A legonosabb paraméerek:

A 0 : E k : bes : : 0 : : nyílhrkú eszülségerősíés (Open loop volage gain): szimmeriks bemenei jellel, üresjárásban, visszacsaolás nélkül, srekvencián mér érék. közösjel-elnyomási ényező (Common mode rejecion raio, CM). bemenei szimmeriks ellenállás (Inp impedance). menei ellenállás. az a rekvencia érék, ahol a eszülségerősíés a srekvencián mér érékhez képes 3 db-lel csökken. az egységnyi erősíéshez arozó rekvencia. I b : nygalmi bemenei áram (Inp bias crren): az inegrál művelei erősíő bemenei dierenciálerősíőjének mnkaponi bázisárama. I b0 : bemenei osze áram (Inp ose crren): az a bemenei szimmeriks áram, amely az 0 nygalmi menei eszülség beállíásához szükséges. b0 : bemenei osze eszülség (Inp ose volage): az a bemenei szimmeriks eszülség, amely az 0 nygalmi menei eszülség beállíásához szükséges. na i d0 o C : bemenei hőmérséklei áram-dri (Inp ose crren dri): a bemenei osze áram hőmérséklei ényezője. µv d0 o C : bemenei hőmérséklei eszülség-dri (Inp ose volage dri): a bemenei osze eszülség hőmérséklei ényezője. ± : ápeszülség aromány. bemax : a megengedheő maximális bemenei eszülség, álalában a ápeszülség érékével megegyezik. max : a maximális menei eszülség, álalában - V-al sebb, min a ápeszülségek. I max : maximális menei áram. A korszerű ípsok rövidzárvédelemmel vannak elláva. P 0 : nygalmi eljesíményelvéel. P dmax : maximális disszipál eljesímény. S: a menei eszülség maximális válozási sebessége (Slew rae), deiníciója: d S. d max Az ideális művelei erősíő 3

végelen nagy bemenei ellenállással, végelen nagy nyílhrkú erősíéssel, végelen nagy közös eszülségelnyomási ényezővel, nlla menei ellenállással, nlla osze érékekkel, nlla dri érékekkel, ápeszülséggel megegyező maximális menei eszülséggel, rekvenciaüggelen áviellel közelíheő. A valóságos művelei erősíő nagy nyílhrkú erősíéssel (A 0 0 3 0 7 ), nagy bemenei ellenállással ( bes 0 kω.5 MΩ, bek > 00 bes ), közel nlla menei ellenállással ( 0 Ω.00 Ω), nagy közös eszülségelnyomási ényezővel (E k > 0 3 ), osze érékekkel (I b0 na. µa, b0.5 mv), na µ V dri érékekkel (i d0 (0,.0) o, d0 (0,5.5) o ), C C a ápeszülségnél - V-al sebb maximális menei eszülséggel, rekvenciaüggő áviellel ( 0 Hz.00 MHz) rendelkezik. A 6.3 a) ábrán az ideális, a 6.3 b) ábrán a nemideális művelei erősíő ranszer karakeriszikája láhaó. A 0 max A 0 be b0 be max a) b) 6.3. ábra. Az a) ideális és b) valóságos művelei erősíő ranszer karakeriszikája. 4

6.. MŰVELEI EŐSÍŐK ALKALMAZÁSAI 6... Neminveráló erősíő kapcsolás A művelei erősíő neminveráló bemeneé aszimmeriks jel vezérli, az inveráló bemenere a menei eszülséggel arányos visszacsaol eszülség kapcsolódik. A be be v B a) b) 6.4. ábra. Neminveráló művelei erősíő. A szemléleés érdekében az erősíő kapcsolási rajza áalakíhaó a 6.4.b ábra szerin, amelyen könnyen elismerheő a. ejezeben ismeree soros eszülség visszacsaolás. Az A erősíőnek a művelei erősíő, a B visszacsaoló agnak az és az ellenállásokból alakío eszülségoszó hálóza eleleheő meg. Az A erősíő eszülségerősíése megegyezik a művelei erősíő A 0 nyílhrkú eszülségerősíésével. A B visszacsaoló ag eszülségerősíése: Az v visszacsaol eszülség: B v. (6.) v. (6.) A 6. összeüggés a 6. egyenlebe visszahelyeesíve a B erősíés B összeüggéssel adhaó meg. (6.3) 5

A visszacsaol rendszer amely áalakíhaó az A A eredő eszülségerősíése: A A A A A 0, (6.4) A B A 0B 0 0 B A 0 A 0 B A 0 B A 0 (6.5) alakra. Ideális művelei erősíő eléelezve, a eszülségerősíése végelen nagynak enheő: A 0, ezér a visszacsaol rendszer eredő erősíése az A B B (6.6) összeüggéssel adhaó meg. Megállapíhaó, hogy a visszacsaol rendszer eredő erősíésé a visszacsaoló hálóza áramköri paraméerei haározzák meg, és üggelen a művelei erősíő paraméereiől. A visszacsaol rendszer eredő bemenei ellenállása: ( A B ) ( H ) bes bes 0 bes. (6.7) A visszacsaol rendszer eredő menei ellenállása: H ü, H ü H. (6.8) Az erősíő kapcsolás eszülségerősíésé a visszacsaolásokra vonakozó összeüggéseken kívül n. művelei erősíős szemléleel is meg lehe haározni. A művelei erősíő erősíése: A 0. (6.9) bes Mivel az ideális erősíő erősíése végelen nagynak eléelezheő, ebből adódik, hogy a szimmeriks bemenei eszülség bes 0. Ha bes 0, akkor a ké bemene öldhöz képesi eszülsége megegyezik: p n. A poziív bemene eszülsége: p be, a negaív bemene eszülsége: n v, ehá be v. Az v visszacsaol eszülség: v be. (6.0) 6

A visszacsaol rendszer eredő eszülségerősíése az összeüggéssel haározhaó meg. A (6.) be 6... Művelei erősíők mnkapon beállíása A művelei erősíők mnkapon beállíásának eladaa a nygalmi bemenei áram bizosíása, a bemenei osze egyenlíése, a dri minimalizálása, a közös eszülség beállíása. A művelei erősíővel megvalósío kapcsolásokban minden eseben bizosíani kell a nygalmi áram alaklásá. A mnkaponi viszonyok vizsgálaa a 6.5. ábra alapján elvégezheő. I b p I b I b n I I 6.5. ábra. A művelei erősíő mnkaponi viszonyainak vizsgálaa. A neminveráló erősíő kapcsolás inveráló és neminveráló bemeneén be 0 bemenei eszülség eseén egyarán I b egyenáram olyik. A művelei erősíő minden egyéb szemponból ideálisnak enheő, ezér az erősíő végelen nagy eszülségerősíése mia az menei eszülség bármely érékéhez bes 0 érék arozik, ehá n p 0. Emia az ellenálláson olyó I áram nlla, ehá az inveráló bemene I b nygalmi egyenárama szükségszerűen megegyezik az ellenálláson olyó I árammal, amely a meneen I b (6.) eszülsége hoz lére. Ez a hibaeszülség megszüneheő a neminveráló bemenere kapcsol 3 (6.3) 7

érékű ellenállás alkalmazásával (6.6. ábra). 3 3 I b p I b I b n I I 6.6. ábra. A művelei erősíő mnkapon beállíása. Ebben az eseben a neminveráló bemene p eszülsége: p I b 3. (6.4) Mivel p n, így az ellenálláson olyó áram I I I n b 3 b. (6.5) A visszacsaoló ellenálláson olyó áram a csomóponi örvény alapján: A menei eszülség: I I b I. (6.6) n I Ib Ib Ib. (6.7) A maemaikai áalakíások elvégzése án láhaó, hogy a menei eszülség éréke 0, (6.8) ehá az 3 ellenállás alkalmazásával a hibaeszülség megszüneheő. 6..3. Feszülségköveő erősíő A eszülségköveő erősíő a neminveráló erősíőből származahaó helyeesíéssel. be be be 3 6.7. ábra. Feszülségköveő erősíő. 8

Mivel az v visszacsaol eszülség megegyezik az menei eszülséggel, ezér a visszacsaoló ag eszülségerősíése B. A eszülségköveő erősíő eszülségerősíése: A, (6.9) B a menei eszülség megegyezik a bemenei eszülséggel. A eszülségköveő erősíő eladaa az impedancia illeszés. 6..4. Inveráló erősíő kapcsolás A művelei erősíő inveráló bemeneé az be aszimmeriks bemenei eszülség vezérli, az erősíő kapcsolás paraméerei a negaív visszacsaolás haározza meg. Az inveráló erősíő kapcsolási rajza a 6.6. ábrán láhaó. i i be n be p 3 6.8. ábra. Inveráló erősíő kapcsolás művelei erősíővel. Mivel az ideális erősíő erősíése végelen nagynak eléelezheő, ebből adódik, hogy a szimmeriks bemenei eszülség bes 0, a ké bemene öldhöz képesi eszülsége megegyezik: p n. Mivel p 0, ezér n 0, az 3 ellenálláson nem olyik áram, a kapcsolásnak ez a ponja virális öldponon van. Az ideális erősíő bemenei ellenállása végelen nagy, így a művelei erősíőbe nem olyik be áram: i p i n 0, ezér az i be bemenei áram a visszacsaoló ellenállás áramával megegyezik: i be i. A bemenei áram: be ibe. (6.0) A visszacsaoló ellenálláson olyó áram: i. (6.) 9

Mivel i be i, ezér be. (6.) Ebből az összeüggésből a kapcsolás eredő eszülségerősíése: A be. (6.3) A negaív előjel al arra, hogy a menei eszülség ellenées előjelű a bemenei eszülséghez képes. Az inveráló erősíő bemenei ellenállása:, (6.4) be be ibe a menei ellenállása pedig érékű. 0 (6.5) 6..5. Összegző erősíő Az összegző erősíő kapcsolási rajza láhaó a 6.9. ábrán. A kapcsolás az be, be be3 bemenei eszülségekre vonakozóan inveráló erősíő alapkapcsoláskén viselkedik. A menei eszülsége a szperpozíció elve alapján lehe meghaározni. i 3 3 i iv v be3 be be i i be N n p 4 4 3 v 6.9. ábra. Összegző erősíő kapcsolás. A művelei erősíő i be bemenei árama a részáramok összege: i be i i i3. (6.6) A művelei erősíő inveráló bemenee virális öldponon van, ezér a bemenei áramok az 0

be, i i be, i 3 be3 (6.7) 3 összeüggések szerin haározhaók meg. A visszacsaoló ellenálláson olyó áram: i v. (6.8) v Mivel i be i v, ezér be be be3. (6.9) 3 v Ha az ellenállások éréke megegyezik: akkor a menei eszülség 3 v, (6.30) ( ) a bemenei eszülségek inverál összege. (6.3) be be be3 6..6. Különbségképző erősíő A különbségképző erősíő (dierenciaerősíő) erősíésé nagysabiliású passzív elemek haározzák meg. A különbségképzés hibájának csökkenése érdekében a bemeneekre csalakozó azonos jelű ellenállásoknak azonos érékűnek kell lennie. n be be p 6.0. ábra. Különbségképző kapcsolás. A menei eszülség a szperpozíció elve alapján meghaározhaó. a) Legyen be 0. Ekkor a kapcsolás egy inveráló erősíő kapcsolás, amelynek a eszülségerősíése: A. (6.3)

A menei eszülség ebben az eseben:. (6.33) be b) Legyen be 0. Ebben az eseben a kapcsolás egy neminveráló erősíő kapcsolás, amelynek a eszülségerősíése: Az menei eszülség az p eszülséggel arányos: A. (6.34) p. (6.35) A művelei erősíő p eszülsége az be bemenei eszülségnek az ellenálláson leoszo része: p be, (6.36) így az menei eszülség: be be. (6.37) Ha az be és az be bemenei eszülség egyidejűleg vezérli az erősíő, akkor az menei eszülség a ké menei rész-eszülség összege, szperpozíciója: ( ) be be be be. (6.38) A menei eszülség csak a bemenei eszülségek különbségével, a szimmeriks bemenei eszülséggel arányos, a közös jel nem hoz lére menei jele. Ha a bemenere csalakozó ké illeve jelű ellenállás nem ponosan egyenlő, akkor a meneen megjelenik a közös jel erősíése is. n be 3 be p 4 6.. ábra. Különbségképző kapcsolás különböző érékű ellenállások eseén.

A menei eszülség különböző érékű ellenállások eseén (6.. ábra) a lineáris szperpozíció alapján, ideális művelei erősíő eléelezve az 4 (6.39) be be 3 4 összeüggéssel haározhaó meg. 6.. MŰVELEI EŐSÍŐVEL MEGVALÓSÍO VÁLAKOZÓFESZÜLSÉG EŐSÍŐK A művelei erősíők alapveően egyeneszülség erősíők, de az egyeneszülségű összeevő leválaszásával alkalmassá eheők csak válakozóeszülség erősíésére is, a ípsól üggő korláozo rekvenciaarományban. A jelorrás és az erősíő bemenee, illeve az erősíő menee és a erhelés közé ikao csaoló kondenzáorok kapaciásá úgy kell megválaszani, hogy a működési rekvenciaarományban impedanciájk közel nlla legyen. Válakozóeszülség erősíésekor az osze és a dri haásának csökkenésére a visszacsaoló hálózao úgy kell alakíani, hogy az egyeneszülségre vonakozó erősíése csi legyen. A megelelő működéshez a művelei erősíő bemeneei számára a mnkaponi egyenáramo mindig bizosíani kell. 6... Inveráló AC erősíő Inveráló válakozóeszülségű erősíő kapcsolás ké alakíása láhaó a 6.. ábrán. A bemeneen a C csaolókondenzáor az egyeneszülsége leválaszja, így i nem olyha egyenáram. Az erősíő inveráló bemenee a mnkaponi áramo az ellenálláson kereszül, a neminveráló bemenee pedig a áporrásból kapja. C n C n C be p be p 3 3 6.. ábra. Inveráló AC erősíő kapcsolások. Mivel a C kapaciás egyenáramú szemponból szakadás, ezér a menei egyeneszülség leoszás nélkül csaolódik vissza, ehá az egyeneszülségre (DC) vonakozó erősíés egységnyi. A meneen a bemenei osze eszülséggel egyező 3

egyeneszülség jelenik meg. A hibaeszülség csökkenésére a neminveráló bemenere 3 érékű ellenállás kell kapcsolni. A kapcsolás válakozóeszülségű erősíése az összeüggéssel haározhaó meg. A (6.40) 6... Neminveráló AC erősíő A neminveráló válakozóeszülség erősíő kapcsolás láhaó a 6.3 a) ábrán. C C be 3 3 be 3 3 C a) b) 6.3. ábra. Neminveráló AC kapcsolások. Az 3 ellenállás bizosíja a neminveráló bemene mnkaponi nygalmi bemenei áramá, de csökkeni a bemenei impedanciá. Az inveráló bemene nygalmi áramá az ellenálláson kereszül kapja. A C kapaciás egyeneszülség szemponból szakadás, ezér a menei egyeneszülség leoszás nélkül csaolódik vissza, így a kapcsolás egyeneszülség erősíése A DC. Kis erősíés eseén a C kondenzáor elhagyhaó (6.3 b) ábra), mer az egyenáramú negaív visszacsaolás így is megelelő érékű lehe. A kapcsolás válakozóeszülségű erősíése az összeüggés szerin haározhaó meg. A (6.4) 4

6.3. MŰVELEI EŐSÍŐK FEKVENCIAFÜGGÉSE A valóságos művelei erősíő jellemzői, közük a eszülségerősíés a működési rekvencia válozásával nem állandó. A eszülségerősíés a rekvenciáól üggő, valós válozójú komplex üggvény, amely példál Bode-diagrammal ábrázolhaó. A kaalógsok megadják a visszacsaolalan művelei erősíő Bode-diagramjá, amely gyakran a 6.4. ábrán láhaó egyidőállandós üggvény, amelynek jellegzees ponjai az ω0 ω 0 örésponi rekvencia, az egységnyi erősíéshez arozó rekvencia, valamin a művelei erősíő A 0 π π erősíése. A [db] A 0 A 0-3[dB] 0 db/dek A 0 (ω) lg ω ω 0 ω 6.4. ábra. A művelei erősíő Bode-diagramja. Az egyeneszülség (DC) erősíő kapcsolások eszülségerősíésé a visszacsaoló elemek haározzák meg, amelyek álalában rekvenciaüggelen alkarészek, ezér a visszacsaol erősíő erősíése ( ω ) ( ω ) A 0 A ( ω ), ha A 0( ω ) B >, (6.4) A B B 0 ahol a visszacsaoló hálóza erősíése B, (6.43) amely nem ügg a rekvenciáól, ezér az eredő erősíés is rekvenciaüggelen. Nagy rekvencián azonban A 0 (ω) csökken, ekkor az eredő erősíés az ( ω ) ( ω ) A 0 A ( ω ) A 0( ω ), mer A 0( ω ) B <, (6.44) A0 B ω ehá a művelei erősíő rekvenciamenee érvényesül, az első örésponi π rekvenciánál nagyobb rekvenciaarományban az erősíés csökken. (6.5 b) ábra). 5

A [db] i A 0 A 0-3[dB] A 0 (ω) i be n be p A A -3[dB] 0 db/dek 3 a) b) ω 0 ω ω lg ω 6.5. ábra. Az inveráló DC erősíő a) kapcsolása és b) Bode-diagramja. A első örésponi rekvencia a művelei erősíő A 0 erősíése, 0 örésponi rekvenciája, valamin a visszacsaoló hálóza adaainak ismereében a Bode-diagram alapján meghaározhaó: ( A A ) [ db] [ dek] ( ) 0 0 0 [ db] [ dek]. (6.45) A Bode-diagram logarimiks lépékei igyelembevéve a 6.45 összeüggés áalakíhaó a ( 0lg A 0lg ) ( lg lg 0 ) 0 A (6.46) 0 alakra. Az egyenle rendezése án: A A 0 0. (6.47) Ebből az összeüggésből meghaározhaó a első örésponi rekvencia: A 0 0 0( A 0B) 0( H ), (6.48) A amely a művelei erősíő örésponi rekvenciájának a hrokerősíés mérékű válozása. 6

6.3.. Inveráló AC erősíő alapkapcsolás rekvenciaüggése Ideális, rekvenciaüggelen művelei erősíő eléelezve az AC erősíő kapcsolás rekvenciaüggésé a csaolókondenzáorok okozzák. C n be p 3 6.6. ábra. A bemeneen csaol inveráló AC erősíő kapcsolás. A 6.6. ábrán láhaó kapcsolás eszülségerősíése az A ( ω ) Z Z jω C jω C jω C jω jω a (6.49) összeüggéssel adhaó meg, ahol a örésponi körrekvenciák: ω a C, és A eszülségerősíés az ω > ω a arományban a ω. (6.50) C A (6.5) összeüggéssel haározhaó meg. A eszülségerősíés Bode-diagramja a 6.7. ábrán láhaó. Megállapíhaó, hogy kapcsolás a alsó örésponi rekvenciájá a bemenei C csaolókondenzáor és az ellenállás éréke beolyásolja, és az összeüggéssel adhaó meg. a ω a (6.5) π π C 7

A [db] 0 db/dek A A -3[dB] lg ω ω ω a 0 db/dek ω a π a 6.7. ábra. Ideális művelei erősíővel megvalósío, a bemeneen csaol inveráló AC erősíő Bode-diagramja A valóságos művelei erősíő rekvenciamenee ebben az eseben is érvényesül, az ω első örésponi rekvenciánál nagyobb rekvencián az erősíés csökken. A π első örésponi rekvencia az A 0 0 0( A 0B) 0( H ). (6.53) A összeüggéssel haározhaó meg. A kapcsolás Bode-diagramja 6.8 a) ábrán, a ázismenee 6.8 b) ábrán láhaó. A [db] A A -3[dB] 0 db/dek 0 db/dek ϕ [ ] ω a a) ω lg ω 90 90 0 b) lg ω 6.8. ábra. Valóságos művelei erősíővel megvalósío, a bemeneen csaol inveráló AC erősíő Bode-diagramja 8

A 6.6. ábrán láhaó kapcsolás rekvenciameneé a erhelő ellenállás nem beolyásolja, a 6.9. ábrán a menei C csaolókondenzáor mia azonban megválozik a kapcsolás rekvenciamenee. C n C be p 3 6.9. ábra. A bemeneen és a meneen is csaol inveráló AC erősíő kapcsolás. Ideális művelei erősíő eléelezve, a rajzon a szaggao vonallal haárol rész rekvenciamenee megegyezik a 6.6. ábrán láhaó kapcsoláséval, ennek eszülségerősíésé jelölje A : A ( ω ) Z jω jω. Z jω C jω a jω C A C és elemekből álló rész ávieli jellemzője: A ( ω ) jω C jω C 3, ahol jω C jω 3 jω C A, (6.54) (6.55) ennek örésponi körrekvenciája: A kapcsolás eredő eszülségerősíése: A ( ω ) A ( ω ) A ( ω ) ω 3. (6.56) C 3 jω jω 3. (6.57) ( jω a ) ( jω 3 ) A 6.0. ábrán az eredő eszülségerősíés Bode-diagramja láhaó ω < ω 3 < ω a esere, ideális művelei erősíő eléelezve. 9

A [db] 0 db/dek 0 db/dek A A -3[dB] ω ω 3 ω a 0 db/dek lg ω 40 db/dek 0 db/dek 6.0. ábra. Ideális művelei erősíővel megvalósío, a bemeneen és a meneen is csaol inveráló AC erősíő kapcsolás Bode-diagramja. A valóságos művelei erősíő nagy rekvenciákon ebben az eseben is megválozaja a kapcsolás rekvenciameneé, a első haárrekvenciánál nagyobb rekvenciákon az erősíés csökken. A Bode-diagram a 6. ábrán láhaó. A [db] A A -3[dB] 0 db/dek 0 db/dek lg ω ω 3 ω a ω 40 db/dek 6.. ábra. Valóságos művelei erősíővel megvalósío, a bemeneen és a meneen is csaol inveráló AC erősíő kapcsolás Bode-diagramja. 0

6.3.. Neminveráló AC erősíő alapkapcsolás rekvenciaüggése A neminveráló AC erősíő kapcsolás rekvenciamenee hasonló az inveráló kapcsolás rekvenciameneéhez. C be 3 6.. ábra. A bemeneen csaol neminveráló AC erősíő alapkapcsolás. A 6.. ábrán szaggao vonallal haárol rész erősíése: A, (6.58) ideális művelei erősíő eléelezve rekvenciaüggelen. A bemeneen a C kondenzáor és 3 ellenállásból álló hálóza ávieli jellemzője: A kapcsolás eredő erősíése: jω C 3 A, ahol j ω 3C A A jω 3C A ( jω ) 3C A. (6.59). (6.60) Az alsó örésponi rekvencia az a π C (6.6) 3 összeüggéssel haározhaó meg, az ω > π a körrekvencián a kapcsolás erősíése A A A. (6.6) A valóságos művelei erősíő rekvenciamenee ebben az eseben is korláozza a működési rekvenciá, a első haárrekvencia i is az A 0 0 0( A 0B) 0( H ). (6.63) A alapján lehe meg haározni, de ebben a kapcsolásban a visszacsaoló ag erősíése a

összeüggés szerin adhaó meg. B (6.64) 6.4. INEGÁLÓ ÉS DIFFEENCIÁLÓ KAPCSOLÁSOK 6.4.. Inegráló kapcsolás Az inveráló művelei erősíő visszacsaoló ellenállásá kondenzáorral helyeesíve inveráló inegráló kapcsolás alakíhaó. A kondenzáor negaív visszacsaolás léesí minden jelválozásra, a visszacsaoló hrok úgy állíja be a menei eszülsége, hogy (amíg leheséges) az N ponon a virális nlla ennmaradjon. C be i N n p 6.3. ábra. Inegráló kapcsolás. A művelei erősíő végelen nagy erősíése mia a bemenei szimmeriks eszülség nlla, ezér az N pon virális nlla pon. A bemeneen be i (6.65) áram olyik. A kondenzáor eszülsége a menei eszülséggel egyezik meg: C id C 0 C0, (6.66) ahol C0 a kondenzáor kezdei eszülsége. A 6.65 egyenlee behelyeesíve be d C 0 C 0, (6.67) a menei eszülség a bemenei eszülség inegráljával arányos. Ideális elemeke eléelezve (ideális, végelen nagy erősíésű, osze nélküli művelei erősíő, veszeségmenes kondenzáor), szinszos bemenei jel eseén a menei eszülség meghaározhaó az inveráló művelei erősíő ávieli jellemzője alapján is:

A Z Z. (6.68) be A menei eszülség: Z jωc be be be be. Z jωc jω i (6.69) A i C szorza az inegrálási időállandó. A kapcsolás Bode-diagramja a 6.4. ábrán láhaó. A [db] 0 db/dek C lg ω 6.4. ábra. Az inegráló kapcsolás Bode-diagramja. Az inegráló kapcsolás visszacsaolásában a kondenzáor egyenáram szemponjából szakadás, ezér a művelei erősíő egyeneszülségre nincs visszacsaolva, nyio hrokkal működik. Ha a bemenei eszülség be 0, a valóságos művelei erősíő bemenei osze eszülsége mia a menei eszülség addig növekszik, míg a vezérelheőség haárá (gyakorlailag a poziív, vagy a negaív ápeszülsége) el nem éri. A hibá okozó haás csökkenése mia a kapcsolás módosío válozaai használják a gyakorlaban. 3

6.4.3. Dierenciáló kapcsolás Az inveráló erősíő alapkapcsolás ellenállásának kondenzáorral való helyeesíésével alakíhaó a dierenciáló kapcsolás (6.5. ábra). C N n be p 6.5. ábra. Dierenciáló kapcsolás. A kapcsolás N virális nlla ponjá igyelembevéve, a kondenzáor eszülsége a bemenei eszülséggel egyezik meg: C be, az árama pedig az i dc dbe C C. (6.70) d d C összeüggéssel haározhaó meg. Az ellenállás eszülsége az menei eszülséggel egyezik meg, az árama pedig a kondenzáor áramával, mer ez az áram az ideális művelei erősíő végelen nagy bemenei ellenállása mia csak a visszacsaoláson olyha: A 6.70 egyenlee behelyeesíve, a menei eszülség i. (6.7) C dbe C, (6.7) d a bemenei eszülség deriváljával arányos. Ideális művelei erősíő eléelezésével a kapcsolás ávieli üggvénye: A be Z Z jωc jωd, jω C (6.73) ahol d C a dierenciálási időállandó. A kapcsolás Bode-diagramja a 6.6 ábrán láhaó. 4

A [db] 0 db/dek C lg ω 6.6. ábra. A dierenciáló kapcsolás Bode-diagramja. Ez a rekvenciakarakeriszika valóságos művelei erősíővel nem valósíhaó meg, az erősíés nem növekedhe minden haáron úl, a művelei erősíő rekvenciamenee mindenképpen korláoz. Ennek kövekezében a visszacsaol rendszer a sabiliás haárára kerül, gerjedékeny. A kapcsolás háránya az is, hogy a bemenei impedancia a rekvencia növekedésével csökken. E hárányok mia az ideális dierenciáló kapcsolás a gyakorlaban nem használják, helyee e hárányoka csökkenő módosío kapcsolásoka alkalmaznak. 6.5. Áramgeneráorok A legegyszerűbb áramgeneráor inveráló erősíő kapcsolásból valósíhaó meg. Az inveráló bemeneen egy ismer, ponos ellenálláson ado be reerenciaeszülsége beállíva, az így alakló állandó I be I áram olyik á a erhelésen. I I be n be p 3 6.7. ábra. Egyszerű áramgeneráor. A bemenei áram: be I be I. (6.74) 5

A kapcsolás csak olyan eseekben alkalmazhaó, amikor a erhelés öldüggelen. A bemenei eszülséggel beállío, az ellenállásól üggő áram a erhelésen olyik kereszül, üggelenül annak érékéől. Ennek megelelően a erhelőellenállás minimális éréke rövidrezárhaó. A erhelés eszülsége: min 0, (6.75) I, (6.76) összeüggéssel haározhaó meg, de nem lehe nagyobb, min a kapcsolás maximális menei eszülsége. A erhelés maximális éréké a művelei erősíő I max maximálisan megengede menei árama és a menei eszülség haározza meg: max. (6.77) I max Áramgeneráor neminveráló erősíő kapcsolással is megvalósíhaó. A erhelőellenállás ebben az eseben is a visszacsaoló ellenállás, és csak öldüggelen lehe. p be n I I 6.8. ábra. Neminveráló erősíő kapcsolásból alakío áramgeneráor. Ideális művelei erősíő eléelezve a ké bemene közö nincs eszülség, ehá n p. Mivel a neminveráló bemenere az be bemenei eszülség kerül, ezér p be, és n be. Az ellenálláson olyó áramo az n eszülség és az ellenállás haározza meg: I be. (6.78) Az ideális művelei erősíő végelen nagy bemenei ellenállása mia ez az áram a visszacsaoláson, ehá a erhelő ellenálláson olyik: I I. 6

Földel erhelés eseén alkalmazhaó a 6.9. ábrán láhaó áramgeneráor kapcsolás. I be I I be I n p I 6.9. ábra. Földel erhelés eseén alkalmazhaó áramgeneráor. A négy ponosan egyorma érékű ellenállással, negaív és poziív visszacsaolással alakío áramgeneráor erhelő áramá a bemenei eszülségek különbsége és az ellenállás éréke haározza meg. Az inveráló bemene eszülsége: A neminveráló bemene eszülsége: I. (6.79) n be I. (6.80) p be Ideális művelei erősíő eléelezve: n p. Behelyeesíve a 6.79 és 6.80 egyenleeke: I be I, (6.8) ( I I ). (6.8) be be be A neminveráló bemeneen a művelei erősíőbe nem olyha be áram a végelen nagy bemenei ellenállás mia, így a erhelő áram: I I I. (6.83) Ez az összeüggés a 6.80 egyenlebe behelyeesíve, a erhelő áram az összeüggéssel adhaó meg. I be be (6.84) 7

A bipoláris ranziszoros áramgeneráor árama ponosíhaó művelei erősíő alkalmazásával (6.30. ábra). 0 I p B C be n BE E be E 6.30. ábra. ranziszoros áramgeneráor köveő erősíővel. A köveő erősíő be bemenei eszülsége megegyezik az E emierellenállás E eszülségével. A ranziszor emierárama be I E (6.85) E összeüggéssel adhaó meg, ez az áram olyik a erhelő ellenálláson is, üggelenül annak érékéől: I E I. Ennek megelelően a erhelőellenállás minimális éréke: min 0. (6.86) A kapcsolás addig képes áramgeneráorkén működni, míg a ranziszor a normál akív arományban üzemel, ehá amíg a ranziszor kollekor eszülsége nem csökken a báziseszülség éréke alá: B C. Ebből a eléelből meghaározhaó a erhelőellenállás maximális éréke, amelynél a kapcsolás még áramgeneráorkén működik. B max, (6.87) I 6.6. KOMPAÁOOK A művelei erősíővel megvalósío komparáor áramkör a bemeneeire ado ké analóg jel éréké hasonlíja össze és kééle menei jele szolgála aól üggően, hogy melyik bemenei jel nagyobb. A ké bemenei jel közül az egyik rendszerin állandó érékű, ez az re reerencia eszülség, a másik bemenere kapcsolódik a válozó be bemenei eszülség. A komparáor akkor válozaja meg a meneé, amikor a bemenei eszülség éréke megegyezik a reerenciaeszülséggel. Mivel a 8

bemenei jel analóg, a menei jel pedig digiális, ezér a komparáor analóg-digiális áalakíónak is enheő. Komparáornak alkalmazhaó a normál művelei erősíő, vagy a komparáor ípsú erősíő, amelyre a gyorsabb működés és a logikai szinű mene a jellemző. A komparáorok működése a művelei erősíő úlvezérlésén, ehá a nemlineáris működésén alapszik. Megelelően s érékű bemenei jel eseén a komparáor egyszerű erősíőkén működik. 6.6.. Neminveráló komparáor Az ideális művelei erősíővel megvalósío neminveráló komparáor kapcsolása és ranszer karakeriszikája láhaó a 6.3. ábrán. be re re be a) b) 6.3. ábra. Neminveráló komparáor a) kapcsolási rajza, b) ranszer karakeriszikája. Ha a komparáor neminveráló bemeneének be eszülsége nagyobb, min az re reerenciaeszülség, akkor az menei eszülség a poziív ápeszülséggel, ha sebb, akkor a mene a negaív ápeszülség érékével egyezik meg. A 6.3. ábrán a neminveráló komparáor bemenei és menei eszülség-időüggvénye láhaó szinszos bemenei jel és poziív érékű reerenciaeszülség eseén. re, be re be re π ω π ω 6.3. ábra. A neminveráló komparáor bemenei és menei eszülség-időüggvénye. 9

A valóságos művelei erősíő véges erősíéssel, nlláól elérő érékű osze eszülséggel rendelkezik, és úlvezérlés eseén a ± ápeszülség éréknél mindig sebb a menei eszülség minimális és maximális éréke. A 6.33 a) ábrán a valóságos művelei erősíővel megvalósío neminveráló komparáor kapcsolása, a 6.33 b) ábrán a ranszer karakeriszikája láhaó. be re A 0 max max b0 re be be a) b) 6.33. ábra. Valóságos művelei erősíővel alakío neminveráló komparáor a) kapcsolása és b) ranszer karakeriszikája. A valóságos művelei erősíővel megvalósío komparáor ranszer karakeriszikája véges meredekségű, az erősíő A 0 erősíésének megelelően: A 0, (6.88) be a billenési szin éréké pedig a művelei erősíő osze eszülsége módosíja. 6.6.. Inveráló komparáor Az ideális művelei erősíővel megvalósío inveráló komparáor kapcsolása és ranszer karakeriszikája láhaó a 6.34. ábrán. re be re be a) b) 6.34. ábra. Inveráló komparáor a) kapcsolása és b) ranszer karakeriszikája. 30

Az inveráló komparáor () inveráló bemeneére kell kapcsolni az be bemenei eszülsége, a () neminveráló bemeneére pedig az re reerenciaeszülsége. Ha a bemenei eszülség nagyobb, min a reerenciaeszülség, akkor az menei eszülség a negaív ápeszülséggel, ha sebb, akkor a mene a poziív ápeszülség érékével egyezik meg. re, be re be re π ω π ω 6.35. ábra. Az inveráló komparáor bemenei és menei eszülség-időüggvénye. A 6.35. ábrán az inveráló komparáor bemenei és menei eszülség-időüggvénye láhaó szinszos bemenei jel és poziív érékű reerenciaeszülség eseén. 6.6.3. Hiszerézises komparáor Ha a bemenei jelre zavarjel szperponálódik, akkor a komparálási szine a bemenei jel mindké irányban öbbször álépi, ezér a komparáor menei jele bizonyalanná válik (6.36. ábra). A bemenei zavarjel haása csökkenheő, ha a komparáor oda- és visszabillenési szinje különböző érékű, amely a komparáor s mérékű poziív visszacsaolásával valósíhaó meg. be be re ω ω 6.36. ábra. A komparáor bemenei és menei eszülség-időüggvénye zajos bemenei eszülség eseén. 3

6.6.3.. Inveráló hiszerézises komparáor Az inveráló hiszerézises komparáor kapcsolása láhaó a 6.37. ábrán. A komparáor menee akkor billen á, amikor az inveráló bemenere kapcsol bemenei eszülség pillanaéréke megegyezik a neminveráló bemene eszülségével. A neminveráló bemene eszülségé ké ényező beolyásolja: egyrész az re reerenciaeszülség, másrész az menei eszülség visszacsaol éréke. Mivel a mene ké éréke vehe el, így a visszacsaolás mia ké (alsó és első ) komparálási szin jön lére. A komparáor akkor billen á, amikor a bemenei eszülség először meghaladja a első komparálási szine, és csak akkor billen vissza, ha a bemenei jel az alsó billenési szin éréke alá csökken. Ha a zajeszülség csúcsól-csúcsig mér éréke sebb, min a első és az alsó billenési szin különbsége, akkor elkerülheő a komparáor hibás működése. be 3 n p re 6.37. ábra. Inveráló hiszerézises komparáor. A első billenési szin meghaározása Ha a bemenei eszülség be negaív irányból poziív irányba válozik, a menei eszülség H ( max ) érékű. A komparáor menee akkor válozik meg, ha az inveráló és a neminveráló bemeneek eszülsége megegyezik: n p. Az inveráló bemene eszülsége: n be. A bemenei eszülség éréke, amikor a komparáor ábillen: be, a első billenési szin. A neminveráló bemene p eszülségé ké eszülség beolyásolja: egyrész az menei eszülség, másrész az re reerenciaeszülség. A neminveráló bemene p eszülsége a szperpozíció alkalmazásával: p re (6.89) 3

Behelyeesíések án ( p, és H ) a első billenési szin az: összeüggés szerin haározhaó meg. Az a alsó billenési szin meghaározása re H (6.90) Ha a bemenei eszülség be poziív irányból negaív irányba válozik, a menei eszülség L ( max ) érékű. A komparáor menee akkor válozik meg, ha az inveráló és a neminveráló bemeneek eszülsége megegyezik: n p. Az inveráló bemene eszülsége: n be. A bemenei eszülség éréke, amikor a komparáor ábillen: be a, az alsó billenési szin. A neminveráló bemene p eszülsége a szperpozíció alkalmazásával: p re. (6.9) Behelyeesíések án ( p a, és L ) az alsó billenési szin az a re L (6.9) összeüggéssel haározhaó meg. A ké billenési szin különbsége a hiszerézisávolság: ( ) h a H L. (6.93) Az inveráló hiszerézises komparáor ranszer karakeriszikája és időüggvényei a 6.38. ábrán láhaók. 33

H re be be a a re be H L L h a) b) 6.38. ábra. Az inveráló hiszerézises komparáor a) ranszer karakeriszikája és b) időüggvényei. A komparáor menee akkor alacsony szinű, ha a bemenei eszülség pillanaéréke éréke nagyobb a első billenési szin érékénél, és akkor billen á a magas szinre, ha a bemenei eszülség az alsó billenési szin éréke alá csökken. 6.6.3.. Neminveráló hiszerézises komparáor Az inveráló hiszerézises komparáor bemeneén a bemenei és a reerenciaeszülsége megcserélve neminveráló hiszerézises komparáor alakíhaó. A neminveráló hiszerézises komparáor kapcsolása a 6.39. ábrán láhaó. re 3 n p be 6.39. ábra. Neminveráló hiszerézises komparáor. A első billenési szin meghaározása Ha a bemenei eszülség be negaív irányból poziív irányba válozik, a menei eszülség L ( max ). 34

A komparáor menee akkor válozik meg, ha az inveráló és a neminveráló bemeneek eszülsége megegyezik: n p. Az inveráló bemene eszülsége: n re ( p ). A bemenei eszülség éréke, amikor a komparáor ábillen: be, a első billenési szin. A neminveráló bemene eszülségé a bemenei eszülség és a menei eszülség együesen haározza meg. A neminveráló bemene p eszülsége a szperpozíció alkalmazásával: p be (6.94) Behelyeesíések án ( p re, be és L ): re L. (6.95) Ebből az egyenleből meghaározhaó a első billenési szin éréke: re L re L. (6.96) Az a alsó billenési szin meghaározása Ha a bemenei eszülség be poziív irányból negaív irányba válozik, a menei eszülség H ( max ) érékű. A bemenei eszülség éréke, amikor a komparáor ábillen: be a, az alsó billenési szin. A neminveráló bemene p eszülsége a szperpozíció alkalmazásával: p be (6.97) Behelyeesíések án ( p re, be a és H ): re a H. (6.98) 35

Ebből az egyenleből meghaározhaó az alsó billenési szin éréke: re H a re H. (6.99) A hiszerézis ávolság: ( ) a első és az alsó billenési szin különbsége. h a H L, (6.00) be be H re a a re be H L h a) L b) 6.40. ábra. A neminveráló hiszerézises komparáor a) ranszer karakeriszikája és b) időüggvényei. A kapcsolás ranszer karakeriszikája a 6.40 a) ábrán, és időüggvényei 6.40 b) ábrán láhaók háromszög jelormájú bemenei eszülség és poziív reerenciaeszülség eseén. 6.6.4. Ablakkomparáor Az ablakkomparáor ké komparáorból elépíe kapcsolás, amellyel eldönheő, hogy a bemeneére kapcsol be eszülség az előír haárok közö van-e, vagy azon kívül. A művelei erősíők meneé diódákkal, vagy logikai kapkkal kell összekapcsolni. Az ablakkomparáor kapcsolása a 6.4 a) ábrán láhaó, a meneen diódás ÉS kapval. 36

H be be ÉS kap L a) b) 6.4. ábra. A meneén logikai ÉS kapval megvalósío ablakkomparáor a) kapcsolása, b) ranszer karakeriszikája. Az ablakkomparáor menee akkor H (magas) szinű, ha mindké művelei erősíő menee H érékű, ehá az be bemenei eszülség az és eszülségérékek közö van, minden más eseben L (alacsony) érékű. A kapcsolás jellemző idő üggvényei láhaók a 6.4. ábrán. be be H L H L H L 6.4. ábra. Az ablakkomparáor időüggvényei. 37

A 6.43 a) ábrán láhaó ablakkomparáor menee logikai VAGY kap. Ebben az eseben akármelyik művelei erősíő menee H, (magas) szinű, akkor a közös mene is H (magas) szinű. A közös mene csak akkor L (alacsony) szinű, ha mindké mene L (alacsony) szinű, ehá a bemenei jel éréke és közö van. VAGY kap H be be a) b) 6.43. ábra. A meneén logikai VAGY kapval megvalósío ablakkomparáor a) kapcsolása, és b) ranszer karakeriszikája. L A 6.43 b) ábrán a meneén logikai VAGY kapval megvalósío ablakkomparáor ranszer karakeriszikája láhaó. 6.7. HLLÁMFOMAGENEÁOOK A hllámormageneráorok különböző hllámormájú (négyszög, implzs, űrész, háromszög, sb.) menei jelek előállíására alkalmasak. Áramköri alakíásk alapja gyakran a 6.44. ábrán láhaó kapcsolás. C 0 3 6.44. ábra. Hllámorma generáor. Művelei erősíővel megvalósío inegráor és hiszerézises komparáor alkalmazásával háromszög és négyszög hllámormájú jelek állíhaók elő. Az inegráor 38

menei jele vezérli a hiszerézises komparáor bemeneé, amelynek menei jele egyben az inegráló kapcsolás bemenei jele is. A bekapcsolás pillanaában a komparáor menee a ké leheséges érék ( H, L ) egyike, példál H. Ez a eszülsége az inegráló kapcsolás τ C időállandóval inegrálja mindaddig, amíg éréke meg nem egyezik a komparáor meneéről visszacsaol eszülség negaív érékével, a példa szerin: max H. (6.0) Ekkor a komparáor menee megválozik, ábillen az L érékre. Az inegráló kapcsolás bemeneére ez a megválozo eszülség ( L ) kerül, ez inegrálja a kapcsolás mindaddig, amíg az eszülség el nem éri az min L (6.0) éréke. Ekkor a komparáor menee ismé ábillen, így a olyama periodiksan ismélődik. A kapcsolás időüggvényei a 6.45. ábrán láhaók. Az menei eszülség ampliúdójá a művelei erősíő maximális menei eszülsége haározza meg ( H és L ). Az háromszögjel ampliúdói ( max és min ) a 6.0 és a 6.0 összeüggések alapján haározhaók meg. max 0 min /4 H 0 L 6.45. ábra. Hllámorma alapgeneráor időüggvényei. A hllámorma generáor periódsideje az inegráor menei jelének időüggvényéből haározhaó meg. Az inegráor menei eszülségének időüggvénye: C () () d 0. (6.03) 39

Az menei eszülség éréke a 0 4 időarományban állandó H érékű. Behelyeesíve a 6.03 összeüggésbe: 4 C 4 0 H () d. (6.04) Az inegrálás án: H. (6.05) 4 C 4 A időpillanaban az eszülség pillanaéréke megegyezik a komparáor 4 meneéről visszacsaol eszülség negaív érékével, a 6.0 összeüggés szerin: H 4 (6.06) Behelyeesíve a 6.05 összeüggésbe: H H. (6.07) C 4 Ebből az összeüggésből a periódsidő: A működési rekvencia: 4C. (6.08) 4C. (6.09) Mivel az inegráló kapcsolás kondenzáorának ölő és süő ellenállása egyarán az ellenállás, ezér a perióds ké egyorma élperiódsra bonhaó. A 6.46. ábrán láhaó kapcsolásban a kondenzáor ölése és süése különböző érékű ellenálláson kereszül örénik, így a különböző inegrálási időállandók mia az menei eszülség ölése az a és b ellenállások érékének üggvényében válozahaó. C D D a b 0 3 6.46. ábra. Válozahaó ölésű hllámorma generáor. 40

A kapcsolás működési rekvenciája az összeüggéssel haározhaó meg. (6.0) ( a b ) C max min H L 6.47. ábra. A válozahaó ölésű hllámorma generáor időüggvényei. A válozahaó ölésű hllámorma generáor időüggvényei a 6.47. ábrán láhaók. 6.7.. Asabil mlivibráor Négyszög hllámormájú menei eszülség állíhaó elő a 6.48 a) ábrán láhaó művelei erősíővel megvalósío asabil mlivibráor kapcsolással. C, H C C C a L a) b) 6.48. ábra. Asabil mlivibráor a) kapcsolása és b) időüggvényei. 4

A kapcsolás egy inveráló hiszerézises komparáor re 0 reerenciaeszülséggel. A bemenei eszülség a kondenzáor c eszülsége, amely a negaív visszacsaolás mia a menei eszülség polariásának megelelően ( H vagy L ) τ C időállandóval exponenciális üggvény szerin válozik. A hiszerézises komparáor első billenési szinje az az alsó billenési szinje pedig az H, (6.) a L. (6.) összeüggéssel haározhaó meg, ahol H a komparáor menei eszülségének poziív, L pedig a negaív maximális éréke. A komparáor akkor billen á, amikor a kondenzáor eszülsége megegyezik az alsó, vagy a első billenési szinel: C a, vagy C. Az asabil mlivibráor időüggvényei a 6.48 b) ábrán láhaók. Az asabil mlivibráor periódsideje a kondenzáor eszülségválozásának vizsgálaával haározhaó meg. A kondenzáor eszülség-időüggvénye: C () ( a H ) e H τ. (6.3) Mivel a kondenzáor ölése és süése azonos időállandójú (τ C), valamin eléelezve, hogy a billenési szinek abszolú éréke megegyezik, ezér állandósl állapoban a menei eszülség a időpillanaban válozik meg. A eszülség időüggvény pillanaéréke a időpillanaban: Állandósl állapoban a pillanaéréke az C a H C ( ) e H. (6.4) időpillanaban a kondenzáor eszülségének C első billenési szinel egyezik meg, ezér a 6.4 összeüggés C ( a H ) e H (6.5). (6.6) alakban írhaó el, majd az és az a billenési szinekre vonakozó 6. és 6. összeüggéseke behelyeesíve: 4

C H L H e H. (6.7) Feléelezve, hogy az alsó és a első billenési szinben szereplő L és H érékek megegyeznek: ez a 6.7 összeüggésbe behelyeesíve, (6.8) H C e, (6.9) a kapcsolás periódsideje a C ln (6.0) összeüggéssel haározhaó meg. A menei eszülség a ölési ényezője válozik, ha a negaív visszacsaolás alkoó ellenállás és kondenzáor τ C időállandója a ké periódsrészben ( és ) nem azonos, a kondenzáor ölése az a, míg a süése az b ellenálláson kereszül örénik (6.53 a) ábra). A periódsidő ké összeevője ac ln és C b ln, (6.) i is eléelezve, hogy az L és H érékek megegyeznek. A kapcsolás periódsideje állandósl állapoban: ( a b ) C ln. (6.) A kapcsolás időüggvényei a 6.49 b) ábrán láhaók. D b D a, C H C C a C L a) b) 6.49. ábra. Válozahaó ölésű asabil mlivibráor a) kapcsolása és b) időüggvényei. 43