مطالعه مقاومت
آبشار آمپلی فایر
قراردادهای اساسی و اختصارات
AFC - پاسخ دامنه فرکانس؛
PH - پاسخ گذرا؛
MF - فرکانس های متوسط؛
LF - فرکانس های پایین؛
HF - فرکانس های بالا؛
K بهره تقویت کننده است.
Uc ولتاژ سیگنال با فرکانس w است.
Cp - خازن جداسازی؛
R1، R2 - مقاومت تقسیم کننده؛
Rк - مقاومت کلکتور؛
مقاومت مجدد در مدار امیتر؛
Ce - خازن در مدار امیتر؛
Rn - مقاومت در برابر بار؛
CH - ظرفیت بار.
S - شیب ترانس هادی؛
Lk - اندوکتانس اصلاحی؛
Rf، Sf - عناصر اصلاح فرکانس پایین.
1. هدف از کار.
هدف از این کار:
1) بررسی عملکرد یک آبشار مقاومت در منطقه فرکانس های پایین، متوسط و بالا.
2) مطالعه طرح هایی برای اصلاح فرکانس پایین و فرکانس بالا پاسخ فرکانس تقویت کننده.
2. تکالیف.
2.1. مدار مرحله تقویت کننده مقاومت را مطالعه کنید، هدف همه عناصر تقویت کننده و تأثیر آنها بر پارامترهای تقویت کننده را درک کنید (بخش 3.1).
2.2. مطالعه اصل عملکرد و نمودارهای مدار تصحیح فرکانس پایین و فرکانس بالا پاسخ فرکانس تقویت کننده (زیر بخش 3.2).
2.3. هدف همه عناصر روی پانل جلوی طرح آزمایشگاه را درک کنید (بخش 4).
2.4. پاسخ تمام سوالات امنیتی را بیابید (بخش 6).
3. آبشار مقاومت روی ترانزیستور دوقطبی
آبشارهای تقویت مقاومت به طور گسترده در زمینه های مختلف مهندسی رادیو استفاده می شود. یک تقویت‌کننده ایده‌آل دارای پاسخ فرکانسی یکنواخت در کل باند فرکانس است؛ تقویت‌کننده واقعی همیشه دارای اعوجاج در پاسخ فرکانس است، در درجه اول کاهش بهره در فرکانس‌های پایین و بالا، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 3.1.
مدار تقویت کننده مقاومت AC بر اساس یک ترانزیستور دوقطبی با توجه به مدار امیتر مشترک در شکل نشان داده شده است. 3.2، که در آن Rc مقاومت داخلی منبع سیگنال Uc است. R1 و R2 - مقاومت های تقسیم کننده که نقطه کار ترانزیستور VT1 را تعیین می کند. Re مقاومت در مدار امیتر است که توسط خازن Se شنت می شود. Rк - مقاومت کلکتور؛ Rn - مقاومت در برابر بار؛ Cp - خازن های جداکننده که جداسازی DC ترانزیستور VT1 را از مدار سیگنال و مدار بار فراهم می کند.
پایداری دمای نقطه عملیاتی با افزایش Re افزایش می یابد (به دلیل افزایش عمق بازخورد منفی در آبشار DC)، پایداری نقطه عملیاتی نیز با کاهش R1, R2 (به دلیل افزایش جریان تقسیم کننده) افزایش می یابد. و افزایش در تثبیت دمای پتانسیل پایه VT1). کاهش احتمالی R1، R2 با کاهش مجاز مقاومت ورودی تقویت‌کننده، و افزایش احتمالی Re با حداکثر افت مجاز ولتاژ DC در مقاومت امیتر محدود می‌شود.
3.1. تجزیه و تحلیل عملکرد یک تقویت کننده مقاومتی در فرکانس های پایین، متوسط و بالا.
مدار معادل با در نظر گرفتن این واقعیت به دست آمد که در جریان متناوب، باس قدرت ("-E p") و نقطه مشترک ("زمین") اتصال کوتاه دارند و همچنین با در نظر گرفتن فرض 1/wCe<< Rэ, когда можно считать эмиттер VT1 подключенным на переменном токе к общей точке.
رفتار تقویت کننده در ناحیه فرکانس های پایین، متوسط و بالا متفاوت است (شکل 3.1 را ببینید). در فرکانس های متوسط (MF)، که در آن مقاومت Cp خازن کوپلینگ ناچیز است (1/wCp)<< Rн), а влиянием емкости Со можно пренебречь, так как 1/wCо >> Rк، مدار معادل تقویت کننده در شکل 3.4 به مدار تبدیل می شود.
از نمودار شکل 3.4 چنین بر می آید که در فرکانس های متوسط بهره آبشار Ko به فرکانس w بستگی ندارد:
Ko = - S/(Yi + Yk + Yn)،
از این رو، با در نظر گرفتن 1/Yi > Rн > Rк، فرمول تقریبی را به دست می آوریم
در نتیجه، در تقویت‌کننده‌هایی با بار مقاومتی بالا، بهره اسمی Ko مستقیماً با مقدار مقاومت کلکتور Rk متناسب است.
در ناحیه فرکانس های پایین (LF)، ظرفیت کوچک Co نیز قابل چشم پوشی است، اما باید مقاومت خازن جداکننده Cp را نیز در نظر گرفت که با کاهش w افزایش می یابد. این به ما اجازه می دهد تا از شکل. 3.3 مداری معادل یک تقویت کننده فرکانس پایین به شکل شکل 3.5 است که از آن می توان دید که خازن Cp و مقاومت Rn یک تقسیم کننده ولتاژ را تشکیل می دهند که از کلکتور ترانزیستور VT1 گرفته شده است.
هرچه فرکانس سیگنال w کمتر باشد، ظرفیت Cp (1/wCp) بیشتر می‌شود و بخش کوچک‌تری از ولتاژ به خروجی می‌رسد و در نتیجه بهره کاهش می‌یابد. بنابراین، Cp رفتار پاسخ فرکانس تقویت‌کننده را در ناحیه فرکانس پایین تعیین می‌کند و عملاً هیچ تأثیری بر پاسخ فرکانسی تقویت‌کننده در فرکانس‌های متوسط و بالا ندارد. هرچه Cp بیشتر باشد، اعوجاج پاسخ فرکانسی در ناحیه فرکانس پایین کمتر است و هنگام تقویت سیگنال های پالس، اعوجاج پالس در ناحیه طولانی مدت (کاهش قسمت صاف بالای پالس) کمتر می شود. همانطور که در شکل 3.6 نشان داده شده است.
در ناحیه فرکانس بالا (HF) و همچنین در محدوده میانی، مقاومت خازن جداکننده Cp ناچیز است، در حالی که وجود خازن Co پاسخ فرکانسی تقویت کننده را تعیین می کند. مدار معادل تقویت کننده در ناحیه HF در نمودار شکل 3.7 نشان داده شده است، که از آن مشاهده می شود که ظرفیت Co ولتاژ خروجی Uout را تغییر می دهد، بنابراین، با افزایش w، بهره آبشار کاهش می یابد. یک دلیل اضافی برای کاهش بهره RF، کاهش رسانایی ترانزیستور S طبق قانون است:
S(w) = S/(1 + jwt)،
جایی که t ثابت زمانی ترانزیستور است.
اثر شنت Co با کاهش مقاومت Rк اثر کمتری خواهد داشت. در نتیجه، برای افزایش فرکانس حد بالایی باند فرکانس تقویت‌شده، لازم است مقاومت کلکتور Rk کاهش یابد، اما این امر ناگزیر منجر به کاهش متناسب در بهره اسمی می‌شود.
یکی از گزینه های بهبود قابل توجه کیفیت پخش فایل های موسیقی، روش تقسیم سیگنال به اجزای فرکانس (LF، MF، HF) در مراحل اولیه کم مصرف و تقویت بیشتر آنها با تقویت کننده های باند باریک مناسب و سیستم های پویا است. . این گزینه به عنوان مثال اجازه می دهد تا از نیاز به استفاده از فیلترهای غیرفعال RLC در سیستم های صوتی خلاص شوید، که تضعیف و اعوجاج اجتناب ناپذیر را به سیگنال از قبل در خروجی آن از مسیر تقویت وارد می کند. همچنین، این گزینه امکان استفاده از سیستم‌های صوتی مجزا برای فرکانس‌های پایین () و ساطع‌کننده‌های کوچک متوسط و فرکانس بالا را که تقاضای انرژی بسیار کمتری دارند را ممکن می‌سازد. الزامات ویژگی های خود تقویت کننده های قدرت نیز برای سیگنال های LF، MF و HF یکسان نیست و گزینه پیشنهادی استفاده بهینه از چنین تقویت کننده هایی را امکان پذیر می کند. این مقاله نمونه ای از ساخت سیستمی برای پخش جداگانه و دو طرفه توان متوسط ارائه می دهد. در طول تولید آن، وظیفه استفاده بهینه ترین استفاده از سیستم های صوتی پهن باند کوچک "Radiotehnika S-30" و بلندگوهای "PHILIPS FB-20PH" از زمان شوروی در دسترس قرار گرفت. البته با تقویت کننده پیشنهادی می توان از هر سیستم دیگری مشابه در قدرت و ویژگی ها استفاده کرد.
همانطور که همه کسانی که در یک زمان با بلندگوهای S-30 مواجه شده اند می دانند، کیفیت پخش صدای این بلندگوها به خصوص در رده متوسط (فرکانس های متوسط رو به بالا) به دلیل استفاده از درایورهای دینامیک با پارامترهای نه چندان بالا بسیار متوسط بود. اما استفاده از این بلندگوها به عنوان "ساب ووفر" برای فضاهای زندگی معمولی کاملاً امکان پذیر است. در عین حال، بلندگوهای موجود از مینی مجتمع PHILIPS با توان نامی 20 وات هر کدام اجزای متوسط HF سیگنال را کاملاً کارآمد تولید می کنند، اما در فرکانس های زیر 90 هرتز یک چرخش قابل توجه دارند. بنابراین، این گزینه برای استفاده از این آکوستیک با حداکثر بازده ممکن به وجود آمد.
یکی از مزایای مهم این گزینه همانطور که در بالا ذکر شد این است که تقویت کننده قدرت برای هر باند فرکانسی مجزا است و می توان آن را به صورت بهینه برای توان و مشخصات انتخاب کرد. بر اساس توان های نامی آکوستیک استفاده شده، تصمیم گرفته شد که از میکرو مدارهای تقویت کننده توان تخصصی به عنوان UMZCH استفاده شود (البته می توانید از MS سری های دیگر در اتصال مناسب یا مثلاً مدارهای ترانزیستوری استفاده کنید). چنین ریز مدارهایی با توان حداکثر 45 وات در هر کانال (معمولاً شامل 2 یا 4 کانال) به طور گسترده در تجهیزات رادیویی با اندازه کوچک، به عنوان مثال، در رادیوهای اتومبیل استفاده می شود.
مراحل پیش با فیلتر
از آنجایی که ریز مدارهای تقویت کننده برق سری TDA به کار رفته در این آمپلی فایر دارای منبع تغذیه تک قطبی (+8...18 ولت) هستند، مراحل پیش تقویت کننده با منبع تغذیه تک قطبی انتخاب شدند. در عین حال، وظیفه استفاده از مدارهایی با حداقل تعداد آبشار و عناصر فعال در آنها برای کاهش اعوجاج های وارد شده توسط این آبشارها به سیگنال اصلی بود. به عنوان یک مرحله ورودی با فیلتری که جزء فرکانس پایین سیگنال را جدا می کند، از مدار شکل 1 استفاده شد که در یک زمان در یکی از شماره های مجله Modelist-Konstruktor منتشر شد، اما با جایگزینی ترانزیستورها با آنالوگ های مدرن و تغییر فرکانس قطع فیلتر به آکوستیک فوق.
در اینجا، ترانزیستور T1 به عنوان یک تغییر دهنده فاز عمل می کند؛ ولتاژها در آنتی فاز در مقاومت های R3 و R4 ظاهر می شوند. سیگنال مستقیم از امیتر حذف می شود و به مرحله بعدی در ترانزیستور T2 تغذیه می شود. این مولفه های فرکانس متوسط و بالا سیگنال را عبور می دهد و فرکانس های پایینی را که از طریق آبشار روی T3 به خروجی فرکانس پایین می گذرد به تاخیر می اندازد. فرکانس قطع با انتخاب خازن های C3 و C4 انتخاب می شود، در این حالت حدود 150 هرتز است. فرکانس قطع را می توان با کاهش این ظرفیت ها به سمت فرکانس های بالاتر تغییر داد. به عنوان مثال، در مدار اصلی، با ظرفیت های C3 = C4 = 330 pF، فرکانس قطع به عنوان 3 کیلوهرتز مشخص شده است. متأسفانه نتوانستم مدار اصلی را با توضیحات و محاسبات دقیق پیدا کنم، بنابراین فرکانس قطع و این ظرفیت ها در مدار تمام شده به صورت آزمایشی بر اساس بهترین نسبت صدای بلندگوهای فرکانس پایین و فرکانس متوسط بالا انتخاب شدند. . شیب قطع فیلتر حدود 12 دسی بل در هر اکتاو است. سیگنال MF + HF از خروجی این فیلتر مستقیماً به تقویت کننده توان فرکانس متوسط بالا و سیگنال فرکانس پایین به فیلتر دیگری - فرکانس های مادون پایین (سابسونیک) تغذیه می شود که فرکانس های زیر 30 هرتز را قطع می کند. (شکل 2).
این به ما امکان می دهد تا از شر ارتعاشات مربوط به فرکانس های بسیار پایین خلاص شویم که عملاً توسط بلندگوهای مورد استفاده بازتولید نمی شوند، اما با این وجود باعث ایجاد ارتعاشات غیر ضروری دیفیوزرهای آنها با دامنه زیاد می شوند که منجر به اضافه بارهای زیاد و اعوجاج سیگنال می شود. فرکانس قطع فیلتر توسط عناصر C2، C3، C4، R4، R5 و حالت کار ترانزیستور T1 با انتخاب مقدار مقاومت R3 تنظیم می شود (کلکتور این ترانزیستور باید تقریباً نصف ولتاژ تغذیه آبشاری تنظیم شود، به عنوان مثال. 4.5 ولت). یک مقاومت متغیر در خروجی فیلتر گنجانده شده است (می تواند از 10 تا 100 کیلو اهم باشد، این بستگی به مقاومت ورودی تقویت کننده برق متصل شده در پشت آن دارد). با کمک آن می توانید سطح تقویت فرکانس های پایین را نسبت به فرکانس های متوسط بالا تنظیم کنید تا پاسخ فرکانسی کلی کل سیستم را یکسان کنید. خازن شنت C5 بعد از مقاومت متغیر برای قطع اضافی فرکانس‌های بالاتر از 1000 هرتز به منظور حذف نویز و تداخل احتمالی RF مورد نیاز است و خازن جداکننده C6 μF می‌تواند حذف شود اگر چنین خازن قبلاً در ورودی استفاده شده باشد. تقویت کننده توان. برای کاهش نویز خود، مدارها بدون استفاده از خازن های الکترولیتی اکسیدی در مدارهای سیگنال انتخاب شدند (به استثنای خازن ورودی C1 فیلتر اول، اما در صورت تمایل می توان آن را نیز با یک نمونه معمولی جایگزین کرد. به عنوان مثال، یک فیلم). ترانزیستورها در هر دو فیلتر را می توان در هر ساختار n-p-n کم مصرف، اما ترجیحا با بهره بالا و سطح نویز کم (2PC1815L، BC549C، BC550C، BC849C (smd)، BC850C (smd)، BC109C، BC179C، و غیره استفاده کرد.
تقویت کننده های قدرت نهایی
برای ساده سازی مدار و به منظور کاهش اندازه دستگاه تمام شده، از ریز مدارهای سری TDA به عنوان تقویت کننده های نهایی استفاده شد که به طور گسترده در تجهیزات صوتی با اندازه کوچک، به عنوان مثال، در رادیوهای اتومبیل استفاده می شود. این ریز مدارها، به عنوان یک قاعده، دارای ویژگی های کاملا قابل قبولی برای تجهیزات خانگی با کیفیت بسیار بالا هستند. علاوه بر این، آنها دارای مدارهای محافظ داخلی در برابر اضافه بار، گرمای بیش از حد و اتصال کوتاه در بار هستند. مشخصه های قدرت صرفاً با قدرت سیستم های بلندگوی موجود تعیین می شد. بنابراین، برای باند MF-HF، یک TDA1558Q MS در یک اتصال پل استفاده شد. این MS را می توان با استفاده از یک مدار 4 کانال 11 وات یا یک مدار پل 2x22 W متصل کرد. برای بلندگوهای با توان 20 وات از مدار پل زیر استفاده شد (شکل 3)
این طرح بسیار ساده است و بدیهی است که نیاز به توضیح جداگانه ای ندارد. پین های استفاده نشده MS - 4،9،15 - باید آزاد گذاشته شوند. اگر از کلید MUTE / ST-BY جداگانه استفاده نمی شود، پایه 14 MC باید مستقیماً به سیم منبع تغذیه مثبت وصل شود. توصیه می شود یک خازن الکترولیتی با ظرفیت بالا (2200 mF) تا حد امکان نزدیک به پایانه های MS قرار دهید. نه تنها کیفیت صاف کردن ولتاژ تغذیه، بلکه ظرفیت اضافه بار تقویت کننده نیز به ظرفیت آن بستگی دارد. یک خازن 0.1 mF در مدار برق قرار می گیرد تا اجزای فرکانس بالا احتمالی را فیلتر کند. ولتاژ کار همه عناصر نباید کمتر از ولتاژ تغذیه (+U) باشد.
برای باند فرکانس پایین، یکی از TDA7575 MS های اصلی استفاده شد. این ریز مدارها واقعاً "اصیل" هستند و معمولاً در دستگاه های کلاس و قدرت بالاتر یافت می شوند. پیدا کردن یکی، همانطور که نمودار اتصال آن است، چندان آسان نیست. البته بسیاری از MS های دیگر با ویژگی های مشابه (2 یا 4 کانال هر کدام 45 وات) در اینجا قابل استفاده هستند که برگه های اطلاعاتی آنها را به راحتی می توان در اینترنت پیدا کرد. این ریز مدار در اینجا برای کسانی که می خواهند از آن استفاده کنند با کمی جزئیات بیشتر توضیح داده خواهد شد (شکل 4).
مشخصات اصلی: قدرت - 2x45 W یا 1x75 W (برای بار 1 Om)، پاسخ فرکانس خطی 20 ... 20000 هرتز، Rin = 100 کیلو اهم.
پایه های ورودی منفی 9 و 19 در نسخه اتصال من به زمین (سیم مشترک) متصل می شوند، سیگنال فرکانس پایین به پایه های 8 و 20 (به ترتیب کانال های چپ و راست) عرضه می شود. اگر خازن های ورودی 0.33 μF در اینجا نصب شده باشد، خازن C6 در خروجی فیلتر مطابق مدار شکل 2 البته نیازی به نصب ندارد. همانطور که می بینید، MS شامل ورودی ها و خروجی های مختلف کنترل اضافی است که در مورد ما استفاده نمی شود و می توان آنها را آزاد گذاشت (پین های 3،13،14،16،17،18 و 25). برای تبدیل MS به حالت عملیاتی، ولتاژ تغذیه +U باید به کنتاکت های ST-BY و MUTE اعمال شود. ریز مدار به شما امکان می دهد آکوستیک را با مقاومت 1 اهم وصل کنید و سپس می توانید تا 75 وات توان خروجی داشته باشید، اما با اتصال پل و بر این اساس، در حالت تک کانال. در این صورت باید شرایط زیر رعایت شود:
- خروجی ها را موازی کنید (OUT1+ وصل به OUT2+؛ OUT1- اتصال به OUT2-).
- مقاومت حلقه خروجی را به حداقل برسانید، یعنی. سیم های خروجی MC به بلندگو را تا حد امکان ضخیم و کوتاه کنید و برای این کار خود آمپلی فایر باید در کنار بلندگو قرار گیرد. مقاومت حلقه خروجی تأثیر بسیار مهمی بر اعوجاج هارمونیک دارد.
- سیگنال ورودی را به ورودی IN2 اعمال کنید (IN1 - آزاد بگذارید یا زمین).
- U=2.5V را روی پین «1 Om SETTING» اعمال کنید (برای یک گزینه 45 واتی دو کاناله، مانند مورد ما، این خروجی باید آزاد بماند یا به یک سیم مشترک متصل شود). من خودم سعی نکرده‌ام از مداری با چنین اتصالی برای بلندگوی 1 اهم استفاده کنم، زیرا بلندگوهایی با مقاومت 1 اهم ندارم، بنابراین داده‌های این گزینه را که می‌توانم در منابع در دسترس من
منبع تغذیه
برای تغذیه تقویت کننده به طور کلی، از دو ترانسفورماتور با توان 60-70 وات استفاده شد که هر کدام یکی برای کانال های LF و MF-HF بود. یک ترانسفورماتور با قدرت کافی (120 وات یا بیشتر) به سادگی در ارتفاع کوچک در جعبه کوچک قرار نمی گیرد. همچنین به ترتیب دو تثبیت کننده وجود دارد. منبع تغذیه برای MC های مورد استفاده در اینجا بین 8 تا 18 ولت است، بنابراین ترانسفورماتور را می توان با ولتاژ مناسب روی سیم پیچ ثانویه و جریان خروجی حداقل 3 آمپر بدون "کاهش" قابل توجه انتخاب کرد. پس از ترانسفورماتور، یکسو کننده های پل تمام موج معمولی با دیودهای توان مورد نیاز، یا مجموعه دیود (به عنوان مثال، KBU810 برای 8 A) نصب می شود. سپس، ولتاژ تصحیح شده در مدار یک تثبیت کننده "قدرتمند" روی یک MS نوع KREN8 یا مشابه با یک ترانزیستور کنترل اضافی تثبیت می شود (شکل 5).
ولتاژ خروجی تثبیت کننده می تواند در محدوده 12 تا 17 ولت باشد تا حداکثر توان ممکن با حداقل اعوجاج به دست آید. در این حالت از یک ریز مدار KIA7812 با ولتاژ تثبیت کننده 12 ولت استفاده می شود و برای افزایش ولتاژ خروجی به 15-16 ولت، یک دیود زنر اضافی 3-4 ولت (KS133, KS 139) بین ترمینال میانی و سیم مشترک شما نباید ولتاژ تغذیه را تا 18 ولت افزایش دهید، اگرچه چنین محدودیتی در برگه های داده TDA MS نشان داده شده است، زیرا در عمل، در لحظه روشن شدن، سیستم حفاظت داخلی این ریز مدارها ممکن است به دلیل "بار اضافی" فعال شود. ". شما می توانید تقویت کننده ها را با ولتاژ ناپایدار تغذیه کنید، اما این باعث افزایش گرمایش آنها در حین کار و کاهش ظرفیت اضافه بار آنها می شود.
آبشارهای پیش تقویت - فیلترها - می توانند از همان تثبیت کننده ها تغذیه شوند، اما بهتر است از همه اینها، یک تثبیت کننده معمولی برای آنها در ولتاژ 9 ... 12 ولت ایجاد کنید تا آنها را از تداخل و تأثیر متقابل احتمالی کانال های باند جدا کنید.
همه ریز مدارها (تقویت کننده های قدرت و تثبیت کننده ها) و همچنین ترانزیستورهای قدرتمند اضافی (KT818 یا مشابه وارداتی) منبع تغذیه باید روی سینک های حرارتی با مساحت کافی نصب شوند. در مورد من، همه این عناصر روی یک هیت سینک معمولی قرار دارند که از دو صفحه آلومینیومی موازی نصب شده به ضخامت 3 میلی متر و اندازه 70x200 میلی متر تشکیل شده است. به عنوان یک قاعده، اکثر ریز مدارهای TDA و مشابه دارای منبع تغذیه منهای روی کیس هستند و بر این اساس، می توان آنها را بدون جدا کننده عایق به یک هیت سینک متصل کرد. ترانزیستورها و تراشه های تثبیت کننده باید ایزوله شوند. بردهای مدار چاپی در آرشیو.
نتیجه
استفاده از تقویت کننده با توجه به مدارهای ارائه شده در اینجا امکان بهبود قابل توجهی کیفیت پخش فونوگرام ها را حتی با استفاده از آکوستیک با سطح و کیفیت متوسط می دهد. در همان زمان، بلندگوهای PHILIPS به هیچ وجه اصلاح نشدند و در S-30 تمام فیلترهای غیرفعال داخلی و هد 6GDV-1 mid-HF خاموش شدند و سیگنال فرکانس پایین مستقیماً به ووفر ارسال شد. (25GDN-1-4). تنظیم سطح جزء فرکانس پایین به شما این امکان را می دهد که پاسخ فرکانس کلی کل سیستم را بسته به اندازه اتاق و فاصله شنونده تا آکوستیک متعادل کنید. مخصوصا برای سایت - A. Baryshev.
بحث در مورد مقاله دیاگرام بلندگوی دو طرفه خانگی با ULF
تقویت‌کننده‌های فرکانس پایین عمدتاً برای تأمین توان معینی به دستگاه خروجی طراحی شده‌اند که می‌تواند یک بلندگو، سر ضبط نوار ضبط، سیم‌پیچ رله، سیم‌پیچ ابزار اندازه‌گیری و غیره باشد. منابع سیگنال ورودی یک پیکاپ صدا، فتوسل و مبدل های مختلف مقادیر غیر الکتریکی به الکتریکی. به عنوان یک قاعده، سیگنال ورودی بسیار کوچک است، مقدار آن برای عملکرد عادی تقویت کننده کافی نیست. در این راستا، یک یا چند مرحله پیش تقویت کننده در جلوی تقویت کننده قدرت گنجانده شده است که وظایف تقویت کننده های ولتاژ را انجام می دهد.
در مراحل مقدماتی ULF، مقاومت ها اغلب به عنوان بار استفاده می شوند. آنها با استفاده از لامپ و ترانزیستور مونتاژ می شوند.
تقویت کننده های مبتنی بر ترانزیستورهای دوقطبی معمولاً با استفاده از یک مدار امیتر مشترک مونتاژ می شوند. بیایید عملکرد چنین آبشاری را در نظر بگیریم (شکل 26). ولتاژ موج سینوسی تو دراز طریق یک خازن ایزوله به بخش بیس-امیتر عرضه می شود C p1، که موجی از جریان پایه نسبت به جزء ثابت ایجاد می کند من b0. معنی من b0توسط ولتاژ منبع تعیین می شود E kو مقاومت مقاومت R b. تغییر در جریان پایه باعث تغییر متناظر در جریان کلکتوری می شود که از مقاومت بار عبور می کند R n. جزء متناوب جریان کلکتور در مقاومت بار ایجاد می کند Rkافت ولتاژ تقویت شده با دامنه تو بیرون.
محاسبه چنین آبشاری را می توان به صورت گرافیکی با استفاده از آنچه در شکل نشان داده شده است انجام داد. 27 ویژگی ورودی و خروجی ترانزیستور متصل شده بر اساس مدار با OE. اگر مقاومت بار R nو ولتاژ منبع E kداده می شود، سپس موقعیت خط بار توسط نقاط تعیین می شود باو دی. در عین حال، نکته دیبا ارزش داده شده است E k، و اشاره کنید با- شوک الکتریکی من به =E k/R n. خط بارگذاری سی دیاز خانواده ویژگی های خروجی عبور می کند. ما منطقه کار را روی خط بار انتخاب می کنیم تا اعوجاج سیگنال در هنگام تقویت حداقل باشد. برای این، نقاط تقاطع خط سی دیبا مشخصات خروجی باید در قسمت های مستقیم دومی باشد. سایت این نیاز را برآورده می کند ABخطوط بارگذاری
نقطه عملیاتی برای سیگنال ورودی سینوسی در وسط این بخش - نقطه است در باره. برآمدگی قطعه AO بر روی محور اردینات، دامنه جریان کلکتور را تعیین می کند، و طرح ریزی همان قطعه بر روی محور آبسیسا، دامنه مولفه متغیر ولتاژ کلکتور را تعیین می کند. نقطه عملیاتی Oجریان کلکتور را تعیین می کند من k0و ولتاژ کلکتور U ke0مربوط به حالت استراحت
علاوه بر این، اشاره کنید Oجریان ساکن پایه را تعیین می کند من b0و در نتیجه موقعیت نقطه عملیاتی ای"روی مشخصه ورودی (شکل 27، a، b). به نقاط آو که درویژگی های خروجی با نقاط مطابقت دارد آ"و که در"روی مشخصه ورودی طرح ریزی بخش خط A"O"محور x دامنه سیگنال ورودی را تعیین می کند U در تی، که در آن حالت حداقل اعوجاج تضمین می شود.
به طور دقیق، U در تی، باید توسط خانواده ویژگی های ورودی تعیین شود. اما از آنجایی که مشخصات ورودی در مقادیر مختلف ولتاژ یو که، کمی متفاوت است، در عمل آنها از مشخصه ورودی مربوط به مقدار متوسط استفاده می کنند یو که=U ke 0.
تقویت کننده سیگنال الکتریکی - یک دستگاه الکترونیکی است که برای افزایش توان، ولتاژ یا جریان سیگنال اعمال شده به ورودی آن بدون تغییر شکل موج قابل توجهی طراحی شده است. سیگنال های الکتریکی می توانند نوسانات هارمونیک emf، جریان یا قدرت، سیگنال های مستطیلی، مثلثی یا اشکال دیگر باشند. فرکانس و شکل موج عوامل مهمی در تعیین نوع تقویت کننده هستند. از آنجایی که قدرت سیگنال در خروجی تقویت کننده بیشتر از ورودی است، پس طبق قانون بقای انرژی دستگاه تقویتباید شامل یک منبع تغذیه باشد. بنابراین، انرژی برای راه اندازی تقویت کننده و بار از منبع تغذیه تامین می شود. سپس بلوک دیاگرام تعمیم یافته دستگاه تقویت کننده را می توان همانطور که در شکل نشان داده شده است نشان داد. 1.
شکل 1. بلوک دیاگرام تعمیم یافته تقویت کننده.
ارتعاشات الکتریکی از منبع سیگنال به ورودی تقویت کننده می آید , به خروجی ای که یک بار متصل است، انرژی برای عملکرد تقویت کننده و بار از منبع تغذیه تامین می شود. تقویت کننده برق را از منبع تغذیه می گیرد رو - برای تقویت سیگنال ورودی ضروری است. منبع سیگنال برق ورودی تقویت کننده را تامین می کند R در توان خروجی P بیرون به قسمت فعال بار اختصاص داده می شود. در تقویت کننده قدرت، نابرابری زیر برقرار است: R در < P بیرون< Ро . از این رو، تقویت کننده- ورودی محور است مبدلانرژی منبع تغذیه به انرژی سیگنال خروجی تبدیل انرژی با استفاده از عناصر تقویت کننده (AE) انجام می شود: ترانزیستورهای دوقطبی، ترانزیستورهای اثر میدان، لوله های الکترونیکی، مدارهای مجتمع (IC). واریس و دیگران
ساده ترین تقویت کننده شامل یک عنصر تقویت کننده است. در بیشتر موارد، یک عنصر کافی نیست و چندین عنصر فعال در تقویت کننده استفاده می شود که به صورت مرحله ای به هم متصل می شوند: نوسانات تقویت شده توسط عنصر اول به ورودی عنصر دوم، سپس سوم و غیره وارد می شود. تقویت کننده ای که یک مرحله تقویت را تشکیل می دهد نامیده می شودآبشار. تقویت کننده شاملفعال و غیر فعالعناصر: ک عناصر فعالشامل ترانزیستورها، el. ریز مدارها و سایر عناصر غیر خطی که دارای خاصیت تغییر رسانایی الکتریکی بین الکترودهای خروجی تحت تأثیر سیگنال کنترل در الکترودهای ورودی هستند.عناصر منفعلپلیس هامقاومت ها، خازن ها، سلف ها و سایر عناصری هستند که محدوده نوسان مورد نیاز، تغییر فاز و سایر پارامترهای تقویت را تشکیل می دهند.بنابراین، هر مرحله تقویت کننده از حداقل مجموعه مورد نیاز از عناصر فعال و غیرفعال تشکیل شده است.
بلوک دیاگرام یک تقویت کننده چند مرحله ای معمولی در شکل نشان داده شده است. 2.
شکل 2. مدار تقویت کننده چند مرحله ای.
مرحله ورودی و پیش تقویت کنندهبرای تقویت سیگنال به مقدار مورد نیاز برای تغذیه آن به ورودی تقویت کننده قدرت (مرحله خروجی) طراحی شده اند. تعداد مراحل پیش تقویت با بهره مورد نیاز تعیین می شود. مرحله ورودی، در صورت لزوم، مطابقت با منبع سیگنال، پارامترهای نویز تقویت کننده و تنظیمات لازم را فراهم می کند.
مرحله خروجی (مرحله تقویت توان) به گونه ای طراحی شده است که یک توان سیگنال معین را با حداقل اعوجاج شکل و حداکثر بازده به بار تحویل دهد.
منابع سیگنال های تقویت شده ممکن است میکروفون ها، سر خواندن دستگاه های ذخیره سازی اطلاعات مغناطیسی و لیزری، مبدل های مختلف پارامترهای غیر الکتریکی به الکتریکی وجود داشته باشد.
بار بلندگو، موتور الکتریکی، چراغ هشدار، بخاری و غیره هستند. منابع تغذیهتولید انرژی با پارامترهای مشخص شده - مقادیر اسمی ولتاژ، جریان و قدرت. انرژی در مدارهای کلکتور و پایه ترانزیستورها، در مدارهای رشته ای و مدارهای آند لامپ ها مصرف می شود. برای حفظ حالت های عملکرد مشخص شده عناصر تقویت کننده و بار استفاده می شود. اغلب، انرژی منابع تغذیه برای عملکرد مبدل های سیگنال ورودی نیز مورد نیاز است.
طبقه بندی دستگاه های تقویت کننده
دستگاه های تقویت کننده بر اساس معیارهای مختلفی طبقه بندی می شوند.
توسط ذهن برق تقویت شده سیگنال ها تقویت کننده ها به تقویت کننده تقسیم می شوند هارمونیک سیگنال ها و تقویت کننده های (پیوسته). نبض سیگنال ها
بر اساس پهنای باند و مقادیر مطلق فرکانس های تقویت شده، تقویت کننده ها به انواع زیر تقسیم می شوند:
- تقویت کننده های DC (UPT)برای تقویت سیگنال ها از کمترین فرکانس = 0 تا فرکانس عملیاتی بالا طراحی شده اند. UPT هم مؤلفه های متغیر سیگنال و هم مؤلفه ثابت آن را تقویت می کند. UPT ها به طور گسترده ای در اتوماسیون و دستگاه های کامپیوتری استفاده می شوند.
- تقویت کننده های ولتاژ, به نوبه خود، آنها به تقویت کننده های فرکانس پایین، بالا و فوق العاده بالا تقسیم می شوند.
عرض پهنای باند فرکانس های تقویت شده متمایز می شوند:
- انتخاباتی تقویت کننده ها (تقویت کننده های فرکانس بالا - UHF)، که نسبت فرکانس برای آنها معتبر است /1 ;
- پهنای باند تقویت کننده هایی با محدوده فرکانس بزرگ، که نسبت فرکانس آنها />>1 (به عنوان مثال، ULF - تقویت کننده فرکانس پایین).
- تقویت کننده های قدرت - مرحله نهایی ULF با ایزولاسیون ترانسفورماتور. برای اطمینان از حداکثر قدرت R int. به= Rn،آن ها مقاومت بار باید برابر با مقاومت داخلی مدار کلکتور عنصر کلیدی (ترانزیستور) باشد.
توسط طرح تقویت‌کننده‌ها را می‌توان به دو گروه بزرگ تقسیم کرد: تقویت‌کننده‌هایی که با استفاده از فناوری گسسته ساخته می‌شوند، یعنی با نصب مدار چاپی روی سطح، و تقویت‌کننده‌هایی که با استفاده از فناوری یکپارچه ساخته می‌شوند. در حال حاضر، مدارهای مجتمع آنالوگ (ICs) به طور گسترده ای به عنوان عناصر فعال استفاده می شوند.
شاخص های عملکرد تقویت کننده
شاخص های عملکرد تقویت کننده ها شامل داده های ورودی و خروجی، بهره، محدوده فرکانس، ضریب اعوجاج، کارایی و سایر پارامترهایی است که کیفیت و ویژگی های عملیاتی آن را مشخص می کند.
به داده های ورودی به مقدار نامی سیگنال ورودی (ولتاژ) مراجعه کنید Uورودی= U 1 , جاری منورودی= من 1 یا قدرت پورودی= پ 1 مقاومت ورودی، ظرفیت ورودی یا اندوکتانس؛ آنها مناسب بودن تقویت کننده را برای کاربردهای عملی خاص تعیین می کنند. ورودی ازمقاومتآرورودیدر مقایسه با امپدانس منبع سیگنال آرونوع تقویت کننده را از پیش تعیین می کند. بسته به نسبت آنها، تقویت کننده های ولتاژ متمایز می شوند (با آرورودی >> آرو), تقویت کننده های جریان (با آرورودی << آرو) یا تقویت کننده های قدرت (اگر آرورودی = آرو). ورودی بخوراستخوانورودی Sبه عنوان یک جزء واکنشی مقاومت، تأثیر قابل توجهی بر عرض محدوده فرکانس کاری دارد.
خروجی - این مقادیر اسمی ولتاژ خروجی است U بیرون = U 2، جاری من بیرون = من 2، توان خروجی P out = P 2و مقاومت خروجی امپدانس خروجی باید به طور قابل توجهی کمتر از امپدانس بار باشد. هر دو مقاومت ورودی و خروجی می توانند فعال یا دارای یک جزء واکنشی (القایی یا خازنی) باشند. به طور کلی، هر یک از آنها برابر امپدانس Z است که شامل اجزای فعال و راکتیو است
کسب کردن نسبت پارامتر خروجی به پارامتر ورودی نامیده می شود. افزایش ولتاژ متفاوت استK u= U 2/ U 1 ، بر اساس جریان ک من= من 2/ من 1 و قدرت Kp= P2/ پ 1 .
ویژگی های تقویت کننده
ویژگی های یک تقویت کننده نشان دهنده توانایی آن در تقویت سیگنال های فرکانس ها و اشکال مختلف با درجه خاصی از دقت است. مهمترین ویژگی ها عبارتند از دامنه، دامنه فرکانس، فرکانس فاز و انتقال.
برنج. 3. مشخصه دامنه.
دامنه مشخصه وابستگی دامنه ولتاژ خروجی به دامنه نوسان هارمونیک فرکانس معینی است که به ورودی عرضه می شود (شکل 3). سیگنال ورودی از مقدار حداقل به حداکثر تغییر می کند و سطح حداقل مقدار باید از سطح نویز داخلی بیشتر باشد. Uپ توسط خود آمپلی فایر ایجاد شده است. در یک تقویت کننده ایده آل (تقویت کننده بدون تداخل)، دامنه سیگنال خروجی متناسب با دامنه ورودی است. تو بیرون= K*Uورودی و مشخصه دامنه به شکل یک خط مستقیم است که از مبدا می گذرد. در تقویت کننده های واقعی امکان خلاص شدن از تداخل وجود ندارد، بنابراین مشخصه دامنه آن با خط مستقیم متفاوت است.
برنج. 4. پاسخ دامنه فرکانس.
دامنه-و فرکانس فاز ویژگی ها منعکس کننده وابستگی بهره به فرکانس هستند. به دلیل وجود عناصر راکتیو در تقویت کننده، سیگنال های فرکانس های مختلف به طور نابرابر تقویت می شوند و سیگنال های خروجی نسبت به سیگنال های ورودی در زوایای مختلف جابجا می شوند. دامنه-فرکانس مشخصه به شکل وابستگی در شکل 4 ارائه شده است.
محدوده فرکانس کاری تقویت کننده به فاصله فرکانسی گفته می شود که در آن مدول ضریب قرار می گیرد ک ثابت می ماند یا در محدوده های از پیش تعیین شده تغییر می کند.
فرکانس فاز مشخصه وابستگی فرکانس زاویه تغییر فاز سیگنال خروجی نسبت به فاز سیگنال ورودی است.
بازخورد در تقویت کننده ها
بازخورد (OS) اتصال بین مدارهای الکتریکی را که از طریق آن انرژی سیگنال از مداری با سطح سیگنال بالاتر به مداری با سطح سیگنال پایین تر منتقل می شود، تماس بگیرید: برای مثال، از مدار خروجی تقویت کننده به مدار ورودی یا از مراحل بعدی به مدار قبلی آنهایی که بلوک دیاگرام تقویت کننده فیدبک در شکل 5 نشان داده شده است.
برنج. 5. ساختار (چپ) و نمودار مدار با بازخورد جریان منفی (راست).
انتقال سیگنال از خروجی به ورودی تقویت کننده با استفاده از یک شبکه چهار پورت انجام می شود. که در.شبکه فیدبک چهار ترمینالی یک مدار الکتریکی خارجی است که از عناصر غیرفعال یا فعال، خطی یا غیرخطی تشکیل شده است. اگر بازخورد کل تقویت کننده را پوشش دهد، بازخورد فراخوانی می شود عمومی:اگر بازخورد مراحل یا بخش‌هایی از تقویت‌کننده را پوشش دهد، نامیده می‌شود محلیبنابراین، شکل یک بلوک دیاگرام تقویت کننده را با بازخورد کلی نشان می دهد.
مدل مرحله تقویت کننده.
تقویت کننده آبشار ملی - واحد ساختاری تقویت کننده - شامل یک یا چند عنصر فعال (تقویت کننده) و مجموعه ای از عناصر غیرفعال است. در عمل، برای وضوح بیشتر، فرآیندهای پیچیده با استفاده از مدل‌های ساده مورد مطالعه قرار می‌گیرند.
یکی از گزینه های آبشار ترانزیستور برای تقویت جریان متناوب در شکل سمت چپ نشان داده شده است. ترانزیستور V1 p-p-pنوع متصل مطابق مدار امیتر مشترک. ولتاژ پایه امیتر ورودی توسط یک منبع با EMF ایجاد می شود E c و مقاومت داخلی Rc منبع مقاومت ها در مدار پایه نصب می شوند آر 1 و آر 2 . کلکتور ترانزیستور به ترمینال منفی منبع متصل است E به از طریق مقاومت ها آربهو آر f. سیگنال خروجی از پایانه های کلکتور و امیتر و از طریق خازن گرفته می شود ج 2 وارد بار می شود آر n. خازن Sf همراه با یک مقاومت RF تشکیل می دهد RС لینک فیلتر ( بازخورد مثبت - POS) که مخصوصاً برای صاف کردن امواج ولتاژ تغذیه (با منبع کم مصرف) لازم است. E بهبا مقاومت داخلی بالا). همچنین برای پایداری بیشتر دستگاه یک ترانزیستور به مدار امیتر اضافه می شود V1 (بازخورد منفی - OOC) را می توان به علاوه فعال کرد R.C. - فیلتری که از برگشت بخشی از سیگنال خروجی به ورودی تقویت کننده جلوگیری می کند. به این ترتیب می توان از تأثیر خود تحریکی دستگاه جلوگیری کرد. معمولا به صورت مصنوعی ایجاد می شود حفاظت از محیط زیست خارجی به شما امکان می دهد پارامترهای تقویت کننده خوبی را بدست آورید، اما این به طور کلی فقط برای تقویت جریان مستقیم یا فرکانس های پایین صادق است.
مدار تقویت کننده فرکانس پایین بر اساس ترانزیستور دوقطبی.
یک مرحله تقویت بر اساس یک ترانزیستور دوقطبی متصل شده در مدار با OE یکی از رایج ترین تقویت کننده های نامتقارن است. یک نمودار شماتیک از چنین آبشاری، ساخته شده بر روی عناصر گسسته، در شکل زیر نشان داده شده است.
در این مدار مقاومت Rк که در مدار اصلی ترانزیستور گنجانده شده است، برای محدود کردن جریان کلکتور و همچنین تامین بهره مورد نیاز عمل می کند. استفاده از تقسیم کننده ولتاژ R1R2 ولتاژ بایاس اولیه را در پایه ترانزیستور VT، مورد نیاز برای حالت تقویت کلاس A تنظیم می کند.
زنجیر ReSe عملکرد تثبیت حرارتی امیتر نقطه استراحت را انجام می دهد. خازن ها C1 و C2 برای اجزای جریان مستقیم و متناوب جدا می شوند. خازن ببینید مقاومت را دور می زند Re با توجه به جریان متناوب، از ظرفیت ببینید قابل توجه.
هنگامی که سیگنالی با دامنه ثابت به ورودی تقویت کننده ولتاژ در فرکانس های مختلف اعمال می شود، ولتاژ خروجی بسته به فرکانس سیگنال تغییر می کند، زیرا مقاومت خازن ها C1 , C2 در فرکانس های مختلف متفاوت است
وابستگی بهره به فرکانس سیگنال نامیده می شود دامنه فرکانس ویژگی های تقویت کننده (پاسخ فرکانس).
تقویت کننده های فرکانس پایین به طور گسترده درخواست دادن برای تقویت سیگنال های حامل اطلاعات صوتی، در این موارد به آنها تقویت کننده فرکانس صوتی نیز می گویند؛ علاوه بر این، از ULF ها برای تقویت سیگنال اطلاعات در زمینه های مختلف استفاده می شود: فناوری اندازه گیری و تشخیص عیب. اتوماسیون، تله مکانیک و فناوری کامپیوتر آنالوگ؛ در سایر صنایع الکترونیک یک تقویت کننده صوتی معمولاً از پیش تقویت کننده و تقویت کننده توان (ذهن). پیش تقویت کننده طراحی شده برای افزایش توان و ولتاژ و رساندن آنها به مقادیر لازم برای عملکرد تقویت کننده قدرت نهایی، اغلب شامل کنترل های صدا، کنترل های تن یا یک اکولایزر است، گاهی اوقات می توان آن را به عنوان یک دستگاه جداگانه طراحی کرد.
تقویت کننده باید توان مشخص شده نوسانات الکتریکی را به مدار بار (مصرف کننده) برساند. بار آن می تواند ساطع کننده صدا باشد: سیستم های صوتی (بلندگو)، هدفون (هدفون). شبکه پخش رادیویی یا مدولاتور فرستنده رادیویی. تقویت کننده فرکانس پایین بخشی جدایی ناپذیر از کلیه تجهیزات بازتولید صدا، ضبط و پخش رادیویی است.
عملکرد مرحله تقویت کننده با استفاده از یک مدار معادل (در شکل زیر) تجزیه و تحلیل می شود که در آن ترانزیستور با یک مدار معادل T شکل جایگزین می شود.
در این مدار معادل، تمام فرآیندهای فیزیکی که در ترانزیستور اتفاق می‌افتند با استفاده از پارامترهای H با سیگنال کوچک ترانزیستور در نظر گرفته می‌شوند که در زیر آورده شده است.
برای تغذیه تقویت کننده ها از منابع ولتاژ با مقاومت داخلی کم استفاده می شود، بنابراین می توان فرض کرد که در رابطه با سیگنال ورودی، مقاومت ها R1 و R2 به صورت موازی گنجانده شده اند و می توانند با یک معادل جایگزین شوند Rb = R1R2/(R1+R2) .
یک معیار مهم برای انتخاب مقادیر مقاومت Re, R1 و R2 اطمینان از پایداری دمایی حالت کار استاتیک ترانزیستور است. وابستگی قابل توجه پارامترهای ترانزیستور به دما منجر به تغییر کنترل نشده در جریان کلکتور می شود. یک ، در نتیجه ممکن است اعوجاج غیر خطی سیگنال های تقویت شده رخ دهد. برای دستیابی به بهترین تثبیت دمای رژیم، افزایش مقاومت ضروری است Re . با این حال، این منجر به نیاز به افزایش ولتاژ تغذیه می شود E و توان مصرفی از آن را افزایش می دهد. با کاهش مقاومت مقاومت ها R1 و R2 مصرف برق نیز افزایش می یابد و بازده مدار کاهش می یابد و مقاومت ورودی مرحله تقویت کننده کاهش می یابد.
تقویت کننده DC یکپارچه
تقویت کننده یکپارچه (op-amp) رایج ترین ریز مدار جهانی (IC) است. Op-amp دستگاهی با شاخص های کیفیت بسیار پایدار است که امکان پردازش سیگنال های آنالوگ را بر اساس الگوریتم مشخص شده با استفاده از مدارهای خارجی فراهم می کند.
تقویت کننده عملیاتی (op-amp) - چند مرحله ای یکپارچه تقویت کننده DC (UPT)، با رعایت الزامات زیر برای پارامترهای الکتریکی:
افزایش ولتاژ به بی نهایت تمایل دارد.
· مقاومت ورودی به بی نهایت تمایل دارد.
· مقاومت خروجی به صفر تمایل دارد.
· اگر ولتاژ ورودی صفر باشد، ولتاژ خروجی نیز صفر است Uin = 0، Uout = 0.
· باند بی پایان فرکانس های تقویت شده.
آپ امپ دارای دو ورودی معکوس و غیر معکوس و یک خروجی است. ورودی و خروجی UPT با در نظر گرفتن نوع منبع سیگنال و بار خارجی (نامتعادل، متقارن) و مقادیر مقاومت آنها انجام می شود. در بسیاری از موارد، تقویت‌کننده‌های DC، مانند تقویت‌کننده‌های AC، امپدانس ورودی بالایی برای کاهش تأثیر تقویت‌کننده DC بر منبع سیگنال و امپدانس خروجی پایین برای کاهش تأثیر بار روی سیگنال خروجی تقویت‌کننده DC ارائه می‌کنند.
شکل 1 مدار تقویت کننده معکوس را نشان می دهد و شکل 2 تقویت کننده غیر معکوس را نشان می دهد. در این حالت، سود برابر است با:
برای معکوس کردن Kiou = Ros / R1
برای غیر معکوس Know = 1 + Ros / R1
تقویت کننده معکوس توسط یک OOS موازی ولتاژ پوشانده شده است که باعث کاهش Rin و Rout می شود. تقویت کننده غیر معکوس توسط یک حلقه فیدبک سری ولتاژ پوشانده شده است که افزایش Rin و کاهش Rout را تضمین می کند. بر اساس این آپ امپ ها می توانید مدارهای مختلفی برای پردازش سیگنال آنالوگ بسازید.
UPT برای کمترین و بالاترین مقاومت ورودی نیازمند الزامات بالایی است. تغییر خود به خود در ولتاژ خروجی UPT با ولتاژ ثابت سیگنال ورودی نامیده می شود. رانش تقویت کننده . علل دریفت ناپایداری ولتاژهای تغذیه مدار، ناپایداری دما و زمان پارامترهای ترانزیستورها و مقاومت ها می باشد. این الزامات توسط یک آپ امپ برآورده می شود که در آن مرحله اول با استفاده از یک مدار دیفرانسیل مونتاژ می شود، که تمام تداخل حالت مشترک را سرکوب می کند و امپدانس ورودی بالایی را فراهم می کند. این آبشار را می توان بر روی ترانزیستورهای اثر میدانی و ترانزیستورهای کامپوزیت مونتاژ کرد، جایی که یک GCT (مولد جریان پایدار) به مدار امیتر (منبع) متصل است، که باعث افزایش سرکوب تداخل حالت مشترک می شود. برای افزایش مقاومت ورودی از OOS سری عمیق و بار کلکتور بالا استفاده می شود (در این حالت جین به سمت صفر میل می کند).
تقویت کننده های DC برای تقویت سیگنال هایی طراحی شده اند که در طول زمان به کندی تغییر می کنند، یعنی سیگنال هایی که فرکانس معادل آنها به صفر می رسد. بنابراین، UPT باید داشته باشد پاسخ دامنه فرکانس
به شکلی که در شکل سمت چپ نشان داده شده است. از آنجایی که بهره آپ امپ بسیار زیاد است، استفاده از آن به عنوان تقویت کننده تنها در صورتی امکان پذیر است که با بازخورد منفی عمیق پوشانده شود (در صورت عدم وجود بازخورد منفی، حتی یک سیگنال "نویز" بسیار کوچک در ورودی آپ امپ ولتاژی نزدیک به ولتاژ اشباع در خروجی op-amp تولید می کند).
تاریخچه تقویت کننده عملیاتی با این واقعیت مرتبط است که تقویت کننده های جریان مستقیم در فناوری محاسبات آنالوگ برای اجرای عملیات ریاضی مختلف مانند جمع، ادغام و غیره استفاده می شوند. در حال حاضر، اگرچه این توابع اهمیت خود را از دست نداده اند، اما تنها یک بخش کوچکی از لیست کاربردهای احتمالی آپ امپ.
تقویت کننده های قدرت
چگونه است؟ تقویت کننده- در ادامه، برای اختصار، ما آن را MIND می نامیم؟ با توجه به موارد فوق، بلوک دیاگرام تقویت کننده را می توان به سه قسمت تقسیم کرد:
- مرحله ورودی
- مرحله میانی
- مرحله خروجی (تقویت کننده قدرت)
همه این سه بخش یک وظیفه را انجام می دهند - افزایش قدرت سیگنال خروجی بدون تغییر شکل آن به حدی که امکان هدایت بار با امپدانس کم وجود داشته باشد - یک هد پویا یا هدفون.
وجود دارد تبدیل کنندهو بدون ترانسفورماتورمدارهای ذهنی
1. تقویت کننده های قدرت ترانسفورماتور.
در نظر بگیریم تک چرخه تبدیل کنندهذهن، که در آن ترانزیستور مطابق مدار با OE متصل می شود (شکل سمت چپ).
ترانسفورماتورهای TP1 و TP2 طوری طراحی شده اند که به ترتیب بار و امپدانس خروجی تقویت کننده و امپدانس ورودی تقویت کننده را با امپدانس منبع سیگنال ورودی مطابقت دهند. عناصر R و D حالت اولیه کار ترانزیستور را ارائه می دهند و C جزء متغیر عرضه شده به ترانزیستور T را افزایش می دهد.
از آنجایی که ترانسفورماتور یک عنصر نامطلوب تقویت کننده های قدرت است، زیرا. ابعاد و وزن زیادی دارد و ساخت آن نسبتاً دشوار است و در حال حاضر گسترده ترین است بدون ترانسفورماتورتقویت کننده های قدرت
2. تقویت کننده های برق بدون ترانسفورماتور.
در نظر بگیریم فشار-کشش PAروی ترانزیستورهای دوقطبی با انواع رسانایی همانطور که در بالا ذکر شد، لازم است قدرت سیگنال خروجی بدون تغییر شکل آن افزایش یابد. برای انجام این کار، جریان منبع تغذیه مستقیم PA گرفته شده و به جریان متناوب تبدیل می شود، اما به گونه ای که شکل سیگنال خروجی، شکل سیگنال ورودی را تکرار می کند، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است:
اگر ترانزیستورها دارای مقدار رسانایی به اندازه کافی بالا باشند، می توان مدارهایی ساخت که بر روی بار یک اهم بدون استفاده از ترانسفورماتور کار می کنند. چنین تقویت کننده ای توسط یک منبع تغذیه دوقطبی با نقطه میانی زمین تغذیه می شود، اگرچه امکان ساخت مدارهایی برای منبع تغذیه تک قطبی نیز وجود دارد.
نمودار شماتیک مکمل دنبال کننده ساطع کننده
- تقویت کننده با تقارن اضافی - در شکل سمت چپ نشان داده شده است. با توجه به سیگنال ورودی یکسان، جریان از طریق ترانزیستور npn در طول نیم سیکل های مثبت جریان می یابد. هنگامی که ولتاژ ورودی منفی است، جریان از طریق ترانزیستور pnp جریان می یابد. با ترکیب امیترهای هر دو ترانزیستور، بارگذاری آنها با یک بار مشترک و ارائه سیگنال یکسان به پایه های ترکیبی، مرحله تقویت توان فشاری را به دست می آوریم.
بیایید نگاهی دقیق تر به گنجاندن و عملکرد ترانزیستورها بیندازیم. ترانزیستورهای تقویت کننده در حالت کلاس B کار می کنند. در این مدار، ترانزیستورها باید از نظر پارامترها کاملاً یکسان، اما در ساختار مسطح مخالف باشند. هنگامی که یک ولتاژ نیم موج مثبت در ورودی تقویت کننده دریافت می شود Uin ترانزیستور T1 ، در حالت تقویت عمل می کند و ترانزیستور T2 - در حالت قطع هنگامی که یک نیم موج منفی می رسد، ترانزیستورها نقش خود را تغییر می دهند. از آنجایی که ولتاژ بین پایه و امیتر ترانزیستور باز کم است (حدود 0.7 ولت)، ولتاژ بیرون نزدیک به ولتاژ Uin . با این حال، ولتاژ خروجی به دلیل تأثیر غیرخطی ها در ویژگی های ورودی ترانزیستورها تحریف می شود. مشکل اعوجاج غیرخطی با اعمال یک بایاس اولیه به مدارهای پایه حل می شود که آبشار را به حالت AB تغییر می دهد.
برای تقویت کننده مورد نظر، حداکثر دامنه ولتاژ ممکن در سراسر بار است ام مساوی با E . بنابراین، حداکثر توان بار ممکن توسط عبارت تعیین می شود
می توان نشان داد که در حداکثر توان بار، تقویت کننده انرژی را از منابع تغذیه مصرف می کند که توسط عبارت تعیین می شود
بر اساس موارد فوق حداکثر ممکن را بدست می آوریم ضریب کارایی UM: nmax = پ n.max/ پ حداکثر مصرف = 0,78.
هنگام حل بسیاری از مسائل مهندسی، نیاز به تقویت سیگنال های الکتریکی وجود دارد. آمپلی فایرها این هدف را انجام می دهند، یعنی. دستگاه هایی که برای تقویت ولتاژ، جریان و توان طراحی شده اند. آمپلی فایرها معمولاً از ترانزیستورهای دوقطبی و اثر میدانی و مدارهای مجتمع استفاده می کنند.
ساده ترین تقویت کننده مرحله تقویت است.
ترکیب ساده ترین مرحله تقویت کننده:
UE - عنصر کنترل شده غیرخطی (ترانزیستور دوقطبی یا اثر میدانی)؛
R - مقاومت؛
E - منبع انرژی الکتریکی.
تقویت بر اساس تبدیل انرژی الکتریکی از یک منبع emf ثابت است. E به انرژی سیگنال خروجی به دلیل تغییر در مقاومت RE طبق قانون مشخص شده توسط سیگنال ورودی.
پارامترهای اصلی مرحله تقویت کننده:
برای تقویت کننده های چند مرحله ای
بسته به دامنه فرکانس های تقویت شده سیگنال های ورودی، تقویت کننده ها به موارد زیر تقسیم می شوند:
UPT (تقویت کننده های جریان مستقیم) - برای تقویت سیگنال های آهسته در حال تغییر.
ULF (تقویت کننده های فرکانس پایین) - برای تقویت سیگنال ها در محدوده فرکانس صوتی (20-20000 هرتز).
UHF (تقویت کننده های فرکانس بالا) - برای تقویت سیگنال ها در محدوده فرکانس از ده ها کیلوهرتز تا ده ها و صدها مگاهرتز.
پالس / پهنای باند - برای تقویت سیگنال های پالس با طیف فرکانسی از ده ها هرتز تا صدها مگاهرتز.
باند باریک / انتخابی - برای تقویت سیگنال ها در محدوده فرکانس باریک.
با توجه به روش روشن کردن عنصر تقویت کننده، آنها به موارد زیر تقسیم می شوند:
در مورد استفاده از ترانزیستور دوقطبی به عنوان یک عنصر تقویت کننده:
با پایه مشترک
قطره چکان معمولی
با کلکسیونر مشترک
در صورت استفاده از ترانزیستور اثر میدان:
با منبع مشترک
با زهکشی مشترک
با پایه مشترک
مرحله تقویت کننده با امیتر مشترک.
مرحله تقویت کننده OE یکی از رایج ترین مراحل تقویت کننده است که در آن امیتر یک الکترود مشترک برای مدارهای ورودی و خروجی است.
نمودار مرحله تقویت کننده با OE برای ساختار ترانزیستور دوقطبی p-p-p.
برای مدار کلکتور مرحله تقویت کننده، مطابق با قانون دوم کیرشهوف، می توان معادله حالت الکتریکی زیر را نوشت:
مشخصه جریان-ولتاژ مقاومت کلکتور Rk خطی است و مشخصه جریان-ولتاژ ترانزیستور غیرخطی است و نشان دهنده خانواده ای از مشخصات خروجی (کلکتور) امیتر است که در یک مدار با OE متصل شده است.
محاسبه مدار غیر خطی، یعنی. تعریف من به ,
,
و
U بهبرای جریان های پایه مختلف
من بو مقاومت مقاومت
آر به، به صورت گرافیکی قابل انجام است. برای انجام این کار، بر روی خانواده مشخصات خروجی ترانزیستور لازم است یک خط مستقیم از نقطه رسم کنید E بهبر روی محور آبسیسا مشخصه جریان-ولتاژ مقاومت Rk که معادله را برآورده می کند 
.
نقاط تقاطع خط مستقیم بار با خطوط مشخصه های خروجی یک راه حل گرافیکی برای معادله برای یک معین ارائه می دهد. آر بو متنوع من ب .
از این نقاط می توانید جریان در مدار کلکتور، ولتاژ را تعیین کنید U keو .
مقاومت مقاومت آر بهبر اساس الزامات تقویت سیگنال ورودی انتخاب شده است. در این مورد، باید در نظر داشت که خط مستقیم بار به سمت چپ و زیر مقادیر مجاز عبور می کند. U به حداکثر , من به حداکثر , پ به حداکثرو یک بخش خطی نسبتا طولانی از پاسخ گذرا را ارائه کرد.
مدار معادل مرحله تقویت کننده با OE و پارامترهای آن.
با شمارش می توانیم این معادلات را به شکل بنویسیم
با حل این معادلات به دست می آوریم
علامت منفی به معنی عدم فاز بودن ولتاژ خروجی با ورودی است. فرمول افزایش ولتاژ یک مرحله تقویت بدون بار را با یک امیتر مشترک بدست می آوریم:
زیرا . از همین رو
امپدانس ورودی مرحله تقویت کننده با OE در فرکانس های پایین:
امپدانس خروجی مرحله تقویت کننده با OE توسط عبارت تعیین می شود
تثبیت دمای مرحله تقویت کننده با OE
با 
یکی از معایب قابل توجه ترانزیستورها وابستگی آنها به دما است. با افزایش دما، به دلیل افزایش تعداد حامل های بار اقلیت در نیمه هادی، جریان کلکتور ترانزیستور افزایش می یابد. این منجر به تغییر در ویژگی های خروجی ترانزیستور می شود. هنگامی که جریان کلکتور افزایش می یابد ΔI ک، ولتاژ کلکتور کاهش می یابد .
این باعث تغییر نقطه عملکرد ترانزیستور می شود که می تواند آن را فراتر از بخش خطی خصوصیات ترانزیستور کند و عملکرد عادی تقویت کننده مختل شود.
برای کاهش تأثیر دما بر عملکرد مرحله تقویت کننده با یکسوساز مشترک، یک مقاومت در مدار امیتر آن گنجانده شده است. آر اوه، توسط یک خازن شنت می شود بااوه. یک تقسیم کننده ولتاژ برای ایجاد ولتاژ اولیه در مدار پایه قرار داده شده است.
افزایش جریان امیتر به دلیل افزایش دما منجر به افزایش افت ولتاژ در مقاومت می شود. آر اوه، که باعث کاهش ولتاژ می شود و این باعث کاهش جریان پایه می شود. جریان امیتر و کلکتور موقعیت نقطه عملیاتی را روی قسمت خطی مشخصه حفظ می کنند.
اثر تغییر جریان کلکتور در مدار خروجی بر ولتاژ ورودی ترانزیستور را فیدبک DC منفی می گویند. در صورت عدم وجود خازن، عملکرد مرحله تقویت کننده نه تنها در جریان مستقیم، بلکه در جزء متناوب نیز تغییر می کند.
مرحله تقویت کننده با OK
به 
کلکتور ترانزیستور مستقیماً از طریق منبع تغذیه به نقطه مشترک تقویت کننده متصل می شود، زیرا افت ولتاژ در مقاومت داخلی منبع ناچیز است. می توان در نظر گرفت که ولتاژ ورودی به پایه ترانزیستور نسبت به کلکتور از طریق یک خازن اعمال می شود. با1
، و ولتاژ خروجی برابر با افت ولتاژ است آر اوه، که از امیتر نسبت به کلکتور حذف می شود. مقاومت
جریان بایاس اولیه مدار پایه ترانزیستور را تنظیم می کند که موقعیت نقطه کار را در حالت استراحت تعیین می کند. در حضور Uورودییک جزء متناوب در مدار ظاهر می شود که باعث افت ولتاژ می شود آر اوه ( )
بهره ولتاژ مرحله تقویت کننده با OC کمتر از واحد است، بنابراین صحیح تر است که آن را ضریب انتقال ولتاژ بنامیم.
از آنجایی که مقدار ورودی ک تونزدیک به وحدت، مقاومت ورودی دنبال کننده امیتر بسیار بیشتر از مقاومت ورودی است ساعت 11 ترانزیستور و به چند صد کیلو اهم می رسد.
مقاومت خروجی دنبال کننده امیتر در حد ده ها اهم است. بنابراین، دنبال کننده امیتر دارای مقاومت ورودی بسیار بالا و مقاومت خروجی کم است، بنابراین بهره جریان آن می تواند بسیار زیاد باشد.
مرحله تقویت کننده ترانزیستور اثر میدانی
U 
مراحل قدرت مبتنی بر ترانزیستورهای اثر میدان مقاومت ورودی بالایی دارند.
در این آبشار، مقاومت Rc که با کمک آن تقویت انجام می شود، در مدار تخلیه قرار می گیرد. یک مقاومت در مدار منبع گنجانده شده است آرو , ایجاد افت ولتاژ لازم در حالت بیکار U 30 , که ولتاژ بایاس بین گیت و منبع است.
مقاومت دروازه آر 3 در حالت خاموش، برابری پتانسیل های دروازه و نقطه مشترک مرحله تقویت کننده را تضمین می کند. بنابراین، پتانسیل گیت با مقدار افت ولتاژ در مقاومت کمتر از پتانسیل منبع است آرو از مولفه ثابت جریان I u0 بنابراین، پتانسیل دروازه نسبت به پتانسیل منبع منفی است.
ولتاژ ورودی به مقاومت اعمال می شود آر 3 از طریق خازن ایزوله با.هنگامی که یک ولتاژ ورودی متناوب اعمال می شود، اجزای متناوب جریان منبع در کانال ترانزیستور اثر میدان ظاهر می شوند. منو و تخلیه جریان منبا، و منو منبا. به دلیل افت ولتاژ در مقاومت آرو از جزء جریان متناوب منو , مولفه متناوب ولتاژ بین گیت و منبع، تقویت شده توسط ترانزیستور اثر میدان، می تواند به طور قابل توجهی کمتر از ولتاژ ورودی باشد:
این پدیده که بازخورد منفی نام دارد باعث کاهش بهره مرحله تقویت کننده می شود. برای از بین بردن آن، یک خازن C و به موازات مقاومت R متصل می شود و مقاومت آن در کمترین فرکانس ولتاژ تقویت شده باید چندین برابر مقاومت مقاومت مقاومت باشد. آر n . تحت این شرایط، افت ولتاژ از جریان منبع i و در سراسر مدار آرو -C و به نام لینک بایاس اتوماتیک بسیار کوچک است به طوری که بر اساس مولفه متناوب جریان می توان منبع را متصل به نقطه مشترک مرحله تقویت کننده در نظر گرفت.
ولتاژ خروجی از طریق خازن کوپلینگ حذف می شود بابا بین تخلیه و نقطه مشترک آبشار، یعنی برابر است با جزء متناوب ولتاژ بین تخلیه و منبع.
بازخورد در تقویت کننده ها
در باره 
کوپلینگ متقابل در تقویت کننده ها انتقال بخشی (یا تمام) سیگنال خروجی تقویت کننده به ورودی آن است.
بازخورد در تقویت کننده ها معمولاً عمدا ایجاد می شود. با این حال، گاهی اوقات آنها به صورت خود به خود رخ می دهند. بازخورد خود به خودی نامیده می شود انگلی
اگر در حضور بازخورد، ولتاژ ورودی uin به ولتاژ فیدبک اضافه شود تو سیستم عامل , در نتیجه ولتاژ افزایش یافته به تقویت کننده تامین می شود u 1، سپس چنین بازخوردی نامیده می شود مثبت
اگر پس از معرفی فیدبک، ولتاژ u 1 در ورودی و u out در خروجی تقویت کننده کاهش یابد که ناشی از کم کردن ولتاژ فیدبک از ولتاژ ورودی u in است، چنین بازخوردی نامیده می شود. منفی.
همه بازخوردها به بازخورد تقسیم می شوند توسط ولتاژو توسط جریاندر فیدبک ولتاژ u oc = βu out، که β ضریب انتقال چهارقطبی فیدبک است. در فیدبک فعلی uoc = Roc i out، جایی که Roc مقاومت متقابل مدار خروجی و مدار بازخورد است. علاوه بر این، تمام فیدبک ها به سریال تقسیم می شوند که در آن مدارهای فیدبک به صورت سری با مدارهای ورودی تقویت کننده متصل می شوند و به موازات زمانی که مدارهای فیدبک به صورت موازی با مدارهای ورودی تقویت کننده متصل می شوند.
تأثیر بازخورد منفی بر سود
برای تقویت کننده بدون بازخورد
نتیجه گیری: معرفی بازخورد منفی بهره تقویت کننده را 1+βK برابر کاهش می دهد.
معرفی بازخورد مثبت باعث افزایش بهره تقویت کننده می شود. با این حال، بازخورد مثبت عملا در تقویت کننده های الکترونیکی استفاده نمی شود، زیرا در این مورد، همانطور که در زیر نشان داده خواهد شد، پایداری بهره به طور قابل توجهی بدتر می شود.
علیرغم کاهش بهره، بازخورد منفی اغلب در تقویت کننده ها استفاده می شود. در نتیجه معرفی بازخورد منفی، خواص تقویت کننده به طور قابل توجهی بهبود می یابد:
الف) پایداری بهره تقویت کننده با تغییر پارامترهای ترانزیستور افزایش می یابد.
ب) سطح اعوجاج های غیرخطی کاهش می یابد.
ج) امپدانس ورودی تقویت کننده افزایش و امپدانس خروجی کاهش می یابد و غیره.
برای ارزیابی پایداری بهره تقویت کننده فیدبک، تغییر نسبی آن باید تعیین شود:
نتیجه‌گیری: هرگونه تغییر در بهره با عمل بازخورد منفی با ضریب 1+βK کاهش می‌یابد.
اگر مقدار βK بسیار بیشتر از واحد باشد، که نشان دهنده یک بازخورد منفی عمیق است، پس
در مورد بازخورد مثبت، ثبات افزایش بدتر می شود:
معرفی فیدبک ولتاژ سریال امپدانس ورودی را افزایش می دهد.
مدار تقویت کننده فیدبک موازی:
با بازخورد منفی عمیق
3) کوپلینگ مغناطیسی که وقتی ترانسفورماتورهای ورودی و خروجی تقویت کننده نزدیک به هم هستند ظاهر می شود.
تقویت کننده های DC
دستگاه هایی که برای تقویت سیگنال فرکانس های بسیار پایین (در مرتبه کسری از هرتز) طراحی شده اند، که دارای پاسخ دامنه فرکانس تا پایین ترین فرکانس هستند، تقویت کننده جریان مستقیم (DCA) نامیده می شوند.
الزامات برای ویژگی های UPT:
در غیاب سیگنال ورودی نباید سیگنال خروجی وجود داشته باشد.
هنگامی که علامت سیگنال ورودی تغییر می کند، علامت سیگنال خروجی نیز باید تغییر کند.
ولتاژ دو سر دستگاه بار باید متناسب با ولتاژ ورودی باشد.
این الزامات به بهترین وجه توسط UPTهای ساخته شده بر روی آبشارهای متعادل دیفرانسیل برآورده می شود. آنها همچنین مبارزه مؤثری را علیه به اصطلاح رانش صفر UPT ارائه می دهند. بر اساس اصل یک پل چهار بازو ساخته شده است.
U 
تنظیم تعادل پل:
هنگامی که Ek تغییر می کند، تعادل به هم نمی خورد و جریان در مقاومت بار Rn صفر است. از سوی دیگر، با تغییر متناسب در مقاومت مقاومت های R 1، R 2 یا R 3، R 4، تعادل پل نیز به هم نمی خورد. اگر مقاومت های R 2، R 3 را با ترانزیستورها جایگزین کنیم، یک مدار دیفرانسیل دریافت می کنیم که اغلب در UPT ها استفاده می شود.
که در 
در تقویت کننده دیفرانسیل، مقاومت مقاومت های R 2، R 3 در مدارهای کلکتور ترانزیستورها برابر انتخاب می شوند، حالت های هر دو ترانزیستور یکسان است. در چنین تقویت کننده هایی، جفت ترانزیستور با مشخصات کاملاً یکسان انتخاب می شود.
پایداری حالت های الکتریکی به طور قابل توجهی تحت تأثیر مقاومت مقاومت R1 است که جریان ترانزیستورها را تثبیت می کند. برای اینکه بتوان از مقاومتی با مقاومت Rl بالا استفاده کرد، ولتاژ منبع تغذیه Ek به مقدار E 2 E 1 افزایش می یابد و در مدارهای مجتمع به جای مقاومت R 1 اغلب از تثبیت کننده جریان مستقیم استفاده می شود. که بر روی 2-4 ترانزیستور انجام می شود.
مقاومت متغیر R p برای متعادل کردن آبشار (برای تنظیم صفر) خدمت می کند. این امر به دلیل این واقعیت ضروری است که نمی توان دو ترانزیستور و مقاومت کاملاً یکسان با مقاومت های برابر R2, R3 را انتخاب کرد. هنگامی که موقعیت لغزنده پتانسیومتر Rp تغییر می کند، مقاومت مقاومت های موجود در مدارهای کلکتور ترانزیستورها و در نتیجه پتانسیل روی کلکتورها تغییر می کند. با حرکت دادن اسلاید پتانسیومتر R n، در غیاب سیگنال ورودی، به جریان صفر در مقاومت بار Rn می رسیم.
هنگام تغییر e. d.s. منبع قدرت کلکتور E 1 یا بایاس E 2، جریان هر دو ترانزیستور و پتانسیل کلکتورهای آنها تغییر می کند. اگر ترانزیستورها یکسان باشند و مقاومت مقاومت های R 2، R 3 دقیقاً برابر باشد، جریان در مقاومت RH به دلیل تغییر در e. d.s. El، E 2 وجود نخواهد داشت. اگر ترانزیستورها دقیقاً یکسان نباشند، جریانی در مقاومت بار ظاهر می شود، اما به طور قابل توجهی کمتر از یک UPT معمولی و نامتعادل خواهد بود.
به همین ترتیب، تغییرات در خصوصیات ترانزیستور به دلیل تغییر دمای محیط عملاً هیچ جریانی در مقاومت بار ایجاد نمی کند.
در همان زمان، هنگامی که یک ولتاژ ورودی به پایه ترانزیستور T 1 اعمال می شود، جریان کلکتور و ولتاژ در کلکتور آن تغییر می کند که باعث می شود ولتاژ روی مقاومت بار Rn ظاهر شود.
با انتخاب دقیق ترانزیستورها و مقاومت‌ها، هنگام تثبیت ولتاژ منابع تغذیه، می‌توان دریفت را به 1-20 µV/°C کاهش داد، یا هنگام کار در محدوده دمایی 50- تا 50+ درجه سانتی‌گراد 0.1 خواهد بود. -2 میلی ولت، یعنی در مقایسه با یک UPT نامتعادل، می توان آن را 20-100 برابر کاهش داد.
با استفاده از مدارهای مشابه، می توانید تقویت کننده هایی را با استفاده از ترانزیستورهای اثر میدانی بسازید. مدارهای متعادل مشابهی را می توان بر اساس امیتر و دنبال کننده های منبع ساخت.
تقویت کننده های عملیاتی
تقویت کننده عملیاتی یک تقویت کننده دیفرانسیل DC با بهره بالا است که برای انجام عملیات های مختلف بر روی مقادیر آنالوگ در هنگام کار در مدارهایی با بازخورد منفی طراحی شده است.
op-amp یک بلوک جهانی با ویژگی های نزدیک به ایده آل است که بر اساس آن می توان بسیاری از قطعات الکترونیکی مختلف را ساخت.
نمودار و علامت گرافیکی نمادین مدار مجتمع K140UD8:
اولین مرحله در ترانزیستورهای اثر میدان VT 1 VT 11 و VT 2، VT 9، با کانال نوع p، یک مرحله دیفرانسیل متقارن با ترانزیستورهای بار VT 3، VT 10 است. ترانزیستورهای VT 4، VT 5 یک تثبیت کننده جریان را در مدار منبع مرحله اول تشکیل می دهند.
مرحله دوم - یک مرحله دیفرانسیل نامتقارن روی دو پیرو امیتر - روی ترانزیستورهای VT 7، VT 12 ساخته شده است. ارتباط بین آبشار اول و دوم مستقیم است.
ن 
در ترانزیستور کامپوزیت VT 15 یک تقویت کننده ولتاژ ساخته شده است که بار آن ترانزیستور اثر میدان VT 17 است. در خروجی ریز مدارها، یک تقویت کننده قدرت بدون ترانسفورماتور با استفاده از ترانزیستورهای کامپوزیت VT 20، VT 22 و VT 23، VT 24 استفاده می شود.
تراشه K140UD8 دارای دو ورودی است (4 - غیر معکوس، 3 - معکوس) و یک خروجی (پایه 7)، پایه مشترک 1 و پایه های اتصال ولتاژ تغذیه: 8 - برای +E 1 و 5- برای -E 2. نتیجه گیری 2i 6 برای متعادل کردن ریز مدار با استفاده از یک مقاومت متغیر با مقاومت 10 کیلو اهم استفاده می شود.
UPT با تبدیل ولتاژ
روش کاهش دریفت مبتنی بر تبدیل مضاعف ولتاژ تقویت شده است.
طرح ساختاری:
مدولاتور طوری طراحی شده است که یک ولتاژ ورودی به آرامی متغیر را به یک ولتاژ متناوب تبدیل می کند که دامنه آن متناسب با ولتاژ ورودی است و هنگامی که علامت ولتاژ ورودی تغییر می کند، فاز ولتاژ متناوب تغییر می کند.
Uin با فرکانس 50 هرتز به 20 مگاهرتز تبدیل می شود.
بسیاری از طرح های مدولاتور مختلف وجود دارد. رایج ترین آنها عبارتند از:
مدولاتور با مبدل ارتعاش؛
مدولاتور ترانزیستور
م 
اودولاتور با مبدل ارتعاش یک کنتاکتور الکترومغناطیسی کم توان است که به صورت دوره ای (در فرکانس جریان تامین کننده سیم پیچ الکترومغناطیسی) ولتاژ ورودی را به نیمه بالایی یا پایینی (طبق نمودار) سیم پیچ اولیه متصل می کند. از ترانسفورماتور در این حالت جریان در سیم پیچ اولیه تغییر جهت می دهد. یک ولتاژ متناوب در سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور ظاهر می شود. معمولاً از ترانسفورماتور پله‌آپ با نسبت تبدیل تا 10 استفاده می‌شود، بنابراین دامنه ولتاژ چندین برابر بیشتر از ولتاژ ورودی است.
مزیت مبدل ارتعاش یک رانش کوچک است که عمدتاً توسط thermo-e تعیین می شود. d.s. جفت تماس و می تواند به 0.01-0.1 μV/h (0.1-0.5 μV/day) کاهش یابد. امپدانس ورودی 1-10 کیلو اهم است.
D - دمدولاتور - طراحی شده برای تبدیل ولتاژ متناوب در ورودی، تغییر آهسته ولتاژ مستقیم در خروجی.
مزایای:
رانش کم صفر؛
ایرادات:
پاسخ فرکانسی ضعیف در ناحیه فرکانس بالا.
مدولاتور در ورودی تقویت کننده، ولتاژهای DC و آهسته متغیر را به خوبی تبدیل می کند. با افزایش فرکانس ولتاژ ورودی، عملکرد مدولاتور بدتر می شود. در همان زمان، یک فیلتر ضد آلیاسینگ در خروجی دمدولاتور اعمال می شود. هنگامی که فرکانس سیگنال به فرکانس ولتاژ مرجع u op نزدیک می شود، فیلتر نمی تواند سیگنال را از ولتاژ مرجع جدا کند.
برای گسترش دامنه فرکانس از مبدل های فرکانس بالا استفاده می شود که امکان افزایش فرکانس را فراهم می کند fتا 0.5-10 مگاهرتز.
تقویت کننده های ترکیبی مزایای تقویت کننده های بدون مبدل ولتاژ و با آن را ترکیب می کنند.
بلوک دیاگرام UPT ترکیبی:
تقویت کننده ترکیبی دارای رانش در سطح UPT با تبدیل طیف سیگنال است و پاسخ دامنه-فرکانس بدتر از یک تقویت کننده بدون تبدیل طیف سیگنال نیست. برخی ناهمواری های پاسخ دامنه-فرکانس در ناحیه فرکانس میانی به دلیل بازخورد منفی به راحتی از بین می رود. (KD140UD13).
تقویت کننده های عملیاتیاساس کلاس بزرگی از تقویت کننده ها با ویژگی های فرکانس ویژه هستند. این امر با استفاده از مدارهای بازخورد مختلف به دست می آید.
در تقویت‌کننده‌های عملیاتی، اگر بازخورد از خروجی تقویت‌کننده به ورودی معکوس اعمال شود، منفی است. در واقع، در این حالت، ولتاژ U oc که در فاز با U خارج است، با ولتاژ ورودی در ورودی معکوس در پادفاز خواهد بود. برعکس، اگر بازخورد برای ورودی غیر معکوس اعمال شود، مثبت است. با بازخورد سریال، سیگنال ورودی و سیگنال بازخورد به ورودی های مختلف ریزمدار، با بازخورد موازی - به یک عرضه می شود.
