Curs 6 COMPARATOARE CU AO CU REACȚIE POZITIVĂ AMPLIFICATOARE ELECTRONICE

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Curs 6 COMPARATOARE CU AO CU REACȚIE POZITIVĂ AMPLIFICATOARE ELECTRONICE"

Συντύχη Ρόκας
5 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Curs 6 COMPAATOAE CU AO CU EACȚIE POZITIĂ AMPLIFICATOAE ELECTONICE

2 CUPINS Comparatoare de tensiune cu reacție pozitiă cu AO Diferența dintre comparatoarele simple și cele cu P Comparator inersor cu P cu praguri simetrice cu praguri nesimetrice Comparator neinersor cu P Aplicații Amplificatoare electronice Tipuri de alimentări Tipuri de amplificatoare CST Modelarea amplificatorului în tensiune Determinarea parametrilor amplificatoarelor

3 Comparatoare de tensiune cu P cu AO comparator cu P cu AO = comparator cu histerezis eacție pozitiă (P) a AO = o cale prin care o parte din semnalul de la ieșirea AO este dus la intrarea neinersoare a AO. = semnalul de ieșire întărește efectul semnalului de intrare. Histerezis = fenomen potriit căruia aloarea actuală a unei mărimi (material) depinde și de alorile anterioare ale mărimilor care o determină. = succesiunea stărilor unei mărimi determinate de ariația unui parametru diferă de succesiunea stărilor determinate de ariația în sens contrar a aceluiași parametru. 3

4 Comparatoare de tensiune cu P cu AO Dezaantaje comparatoarele simple: pentru un semnal de intrare cu ariaţie lentă comutarea ieşirii dintr-o aloare în alta poate fi lentă pentru semnal de intrare cu zgomot la ieşire circuitul are comutări multiple nedorite (parazite) când semnalul de intrare trece prin aloarea de prag Nu mai sunt comutări nedorite ale O Circuit cu AO? 4

5 Comparatoare de tensiune cu P cu AO Diferența dintre comparatoarele simple și cele cu P Soluția: două praguri de comparare PH și PL Două alori distincte ale O: OH și OL Comutarea are loc la PH numai dacă O = OH Comutarea are loc la PL numai dacă O = OL o alorile tensiunilor de prag să depindă de aloarea tensiunii de ieșire aducerea unei fracţiuni din tensiunea de ieşire la intrarea neinersoare a AO prin intermediul unui diizor rezisti reacție pozitiă 5

6 6 Comparatoare de tensiune cu P cu AO Comparator inersor cu P cu praguri simetrice CST? I O I O _ I O D PH OH PL OL P O D 0; P I D, 0 Când OL OH PL PH P

7 Comparatoare de tensiune cu P cu AO Comparator inersor cu P cu praguri simetrice sensul de parcurgere al histerezisului diferă în funcție de sensul I (crescător, descrescător) la un anumit moment este acti doar un singur prag ( PL, PH ) tensiunea de prag este aloarea tensiunii de intrare la momentul D =0 comparatoarele cu histerezis sunt circuite bistabile (circuit cu două stări stabile) semnalul de intrare declanşează acţiunea de comutare a ieşirii, procesul de comutare fiind continuat de reacţia pozitiă: considerăm O = OL, I > PL I ; când I trece prin PL: I, D, O, +, D, O procesul a continua de la sine datorită P până când ieşirea ajunge în cealalta stare, OH comutare rapidă circuite basculante bistabile (CBB) sau trigger Schmitt P 7

8 Comparatoare de tensiune cu P cu AO Comparator inersor cu P cu praguri simetrice Exemplu CST? Cronograme? Pentru D 0, I P 8

9 9 Comparatoare de tensiune cu P cu AO Comparator inersor cu P cu praguri nesimetrice O EF I EF O D EF OH PH EF OL PL Tensiunea de ieșire pentru tensiune de intrare triunghiulară cu amplitudine de 0? Dar pentru amplitudine de 5? CST P I D, 0 Pentru

10 0 Comparatoare de tensiune cu P cu AO Comparator neinersor cu P 0 I O D 0 O P P O PL OH OL PH CST P I D, 0 Pentru

11 EF I O D DE Comparatoare de tensiune cu P cu AO Comparator neinersor cu P Exemplu ) ( EF Al

12 Comparatoare de tensiune cu P cu AO Comparator neinersor cu P a) Desenaţi calitati CST O ( I ). Ce aplicaţie realizează circuitul? b) Care sunt expresiile şi alorile următorilor parametrii: OH, OL, PH, PL. edesenaţi CST conform alorilor numerice obţinute. c) Dacă I (t) este un semnal triunghiular cu amplitudinea de şi fără componentă continuă desenaţi cronogramele I (t) şi O (t). d) Modificaţi circuitul astfel încât pentru aceleaşi tensiuni de alimentare să obţineţi PH =5, PL =-5.

13 Aplicații Comparatoare de tensiune cu P cu AO Soluție pentru comparatoare cu un singur prag utilizate în mediu cu zgomot (lățimea histerezis-ului să fie mai mare decât amplitudinea zgomotului) În sisteme de control: închis-deschis Circuit bistabil (circuit logic)... 3

14 Amplificatoare electronice Amplificatorul electronic: triport acti ce furnizează la ieşire un semnal x o (t) (tensiune sau curent) cu aceeaşi formă de ariaţie în timp ca a semnalului de intrare x i (t) şi care este capabil să furnizeze o putere mai mare dacă lucrează pe o sarcină adecată.. Circuit liniar x 0 proporțional cu x i A<0 amplificator inersor A - amplificare x o (t ) A x i (t ) A>0 amplificator neinersor 4

15 Amplificatoare electronice Tipuri de alimentări cu surse de tensiune continuă şi/sau surse de curent continuu. mai frecent cu surse de tensiune Alimentare unipolară + al și masă - al și masă Alimentare bipolară (diferențial simetrică = diferențială) + al și - al în același timp 5

16 Amplificatoare electronice Bilanțul puterilor puterea medie a semnalului de ieşire P out este mai mare decât puterea medie a semnalului de intrare P in surplusul de putere la ieşire este preluat din sursele de alimentare P alim +P in =P out +P disipată P alim P out +P disipată η=p out /P alim ATENȚIE Un transformator ridicător de tensiune nu este amplificator 6

17 Amplificatoare electronice Tipuri de amplificatoare 7

18 Amplificatoare electronice CST Amplificator ideal OL =- Al OH =+ Al regiunea actiă (de amplificare) I O A OL OL ; A ; OH OH ; regiunea pasiă (de saturație) O { OL; OH } Tipuri de AO: uzuale O (...;...) Al Al linie-la-linie (rail-to-rail) O ; Al Al 8

19 CST Amplificatoare electronice Transferul semnalului de amplificat Obseraţie: Semnalul de intrare suficient de mic pentru ca amplificatorul să lucreze în regiunea liniară din jurul PSF: aproximare de semnal mic 9

20 Amplificatoare electronice Modelarea amplificatorului în tensiune diport: se referă explicit doar la comportarea la porţile de intrare şi ieşire și la transferul semnalului modele alabile indiferent de complexitatea internă a amplificatoarelor pe care le modelează modele alabile în domeniul frecenţelor din banda de trecere Surse comandate liniare (SCL) diporţi actii - un singur parametru finit şi nenul: transferul direct semnalul de ieșire este comandat de semnalul de intrare pseodosurse Exemplu: STCT O = a i 0

21 Amplificatoare electronice Modelarea amplificatorului în tensiune a o i i - a absorbi curent de la sursa de semnal o - diminuarea tensiunii de ieșire la lucrul în sarcină Conectarea amplificatorului cu o sursă reală de semnal și cu sarcina A o s A s i i L L o a Amplificator ideal?

22 Amplificatoare electronice Modelarea amplificatorului în tensiune A este cu atât mai apropiată de amplificarea la mers în gol a cu cât se reduc pierderile de tensiune la intrare (pe s ) şi la ieşire (pe o ) i >> s - tensiunea sursei sa ajungă la intrarea amplificatorului i s o << L - tensiunea SCL să ajungă la ieșire a o i amplificator în tensiune ideal i = ; o = 0

23 Amplificatoare electronice Determinarea parametrilor amplificatoarelor Amplificarea (factorul de transfer direct) ezistența de intrare ezistența de ieșire Amplificarea analiza circuitului folosind teoreme şi relaţii de circuite electrice (Kirchhoff, Ohm, etc.) şi ecuaţii ce descriu funcţionarea dispozitielor actie. se determină mărimea de ieşire în funcţie de cea de intrare şi prin raportul lor se deduce amplificarea ezistența de intrare A x x x o s i i i i 3

24 Amplificatoare electronice Determinarea parametrilor amplificatoarelor ezistenţa de ieşire Pasul Se pasiizează sursa de semnal de intrare Se aplică la ieșire o sursă de test o i test test Pasul Se determină O gol o o, gol i o, sc scurtcircuit 4

25 Amplificatoare electronice Determinarea parametrilor amplificatoarelor Frecența se analizează modelul complet al amplificatorului incluzând și elementele capacitie prin impedanța lor complexă /jωc funcție de transfer complexă pentru amplificare: A( j impedanțele de intrare și de ieșire se definesc în domeniul complex ) o i ( ( j j ) ) Z o Z i ( j) j Amplificator trece bandă 5

26 Amplificatoare electronice Determinarea parametrilor amplificatoarelor Frecența scăderea amplificării la frecențe înalte datorită capacităților interne (parazite) ale dispozitielor actie (tranzistoare) scăderea amplificării la frecențe joase datorită capacitățile de cuplare/decuplare Cuplare capacitiă la intrare Cuplare capacitiă a două etaje de intrare cuplare directă, cuplare în cc (fără condensator de cuplare - FTJ) 6

27 Actiitate curs - P5 Pentru circuitul din figură =5k, =5k și al = 5. a) Determinați CST O ( I ). Ce aplicație realizează circuitul? P b) Care este lățimea histerezis-ului? c) Desenați cronograma O (t) pentru I (t)=0sin000t [] și pentru I (t)=5sin000t []. d) Modificați circuitul astfel încât lățimea histerezis-ului să fie jumătate din aloarea de la punctul b). 7

28 Ce am înățat azi despre comparatoarele cu P cu AO și amplificatoare? Comparatoare de tensiune cu reacție pozitiă cu AO Diferența dintre comparatoarele simple și cele cu P Comparator inersor cu P cu praguri simetrice cu praguri nesimetrice Comparator neinersor cu P Aplicații Amplificatoare electronice Tipuri de alimentări Tipuri de amplificatoare CST Modelarea amplificatorului în tensiune Determinarea parametrilor amplificatoarelor 8

Σχετικά έγγραφα

1.7. AMPLIFICATOARE DE PUTERE ÎN CLASA A ŞI AB

1.7. AMPLIFICATOARE DE PUTERE ÎN CLASA A ŞI AB 1.7. AMLFCATOARE DE UTERE ÎN CLASA A Ş AB 1.7.1 Amplificatoare în clasa A La amplificatoarele din clasa A, forma de undă a tensiunii de ieşire este aceeaşi ca a tensiunii de intrare, deci întreg semnalul