2. Нивелиращи нива

Нивелиращи нива

Дори ако входът към усилвателя има средна стойност от нула волта, изходът често има не-нула средно напрежение, дължащо се на ефекта на отклонение. тези dc напреженията могат да причинят нежелано отместване, което влияе неблагоприятно на работата на системата.

Тъй като оп-усилвателят е многоетапен dc усилвател с висок коефициент на усилване, нежелан dc напрежение може да бъде източник на безпокойство. Малко компенсиране на ранен етап може да насити по-късен етап.

Нивелири на нивото са усилватели, които добавят или изваждат известно напрежение от входа, за да компенсират dc компенсира напреженията. Оп-усилвателите са включени в дизайна на нивата.

Фигура 7 илюстрира просто ниво на работа. Ние показваме, че този превключвател действа като усилвател за единица печалба ac като същевременно осигурява регулируема dc изход.

Ние започваме анализа, като използваме KVL във входния цикъл на фигура 7 (a) и оставяме vin = 0 за получаване

(34)

Сега след това

(35)

решаваме за dc стойност на изходното напрежение, Vот.

(36)

Уравнението (36) показва, че чрез промяна RE, Vот може да се настрои на всяка желана dc ниво (ограничено до максимум VBB-VBE). От VBB е dc ниво, придобито от предишния етап, този усилвател се използва за преместване на нивото надолу (до по-ниска стойност). ако нагоре се изисква превключване, използва се подобна схема, но PNP транзисторите се заменят с NPN транзистори. Пълна схема с активен източник на ток е показана на фигура 7 (b).

Ниво задвижване, практичен операционен усилвател, симулация на веригата

Фигура 7– Ниво на превключване

Сега ще разгледаме веригата с ac сигнали. Фигура 7 (c) илюстрира ac еквивалентна схема. Отбележи, че β2ib2 е токът на колектора в активния източник на ток и приемаме, че той е константа. Защото ac стойността на тока е нула, този източник на ток се заменя с отворена верига. Ние пишем ac уравнения, използващи KVL.

(37)

намлява

(38)

Съотношението на ac изход към ac входът е

(39)

Уравнението (39) показва, че като ro2 става голямо, съотношението на изхода към входа се доближава до единство и нивото на работния механизъм действа като последовател на излъчвателя ac, Това е желаният резултат.

Пример 

Два последователни усилвателя с CE са поставени последователно, за да се постигне желаното усилване на напрежението. Проектирайте нивомер, който да бъде поставен между двата CE усилвателя, за да осигурите a dc достатъчно ниско напрежение, за да се предотврати насищането на втория CE усилвател. Направете това, като предоставите пристрастие 1 V към втория етап. Напрежението на колектора, VCна първия усилвател е 4 V, и RC от този усилвател е 1 kΩ. Проектирайте нивото на работното ниво, за да имате IC на 1 mA с помощта на a  захранване. Използвайте източник на ток от типа, показан на фигура 3 (виж глава: Диференциален усилвател 1.3) с транзистори с β (и) = 100, VBE(А) = 0.7 V, и VON = 0.7 V.

Решение: Нивото на превключване на нивото е показано на фигура 7 (b). Трябва да намерим ценностите на RE, R1, R2, и R 'E, Тъй като първият усилвател има a VC на 4 V, стойността на VBB за уравнение (36) е 4 V, докато RB на тази формула е 1 kΩ. Забележете, че това е използването на еквивалентната схема на Thevenin на предишния усилвател. Уравнение (36) след това дава

Настройка на работната точка на транзистора на токовия източник в средата на dc товарна линия, имаме

намлява

Напрежението навътре R 'E е 5.5 V. След това

Сега знаем напреженията R1 намлява R2 и успоредното съпротивление. Това дава две уравнения, където приемаме, че базовият ток в долния транзистор на фигура 9.7 (b) е незначителен.

намлява

Затова дизайнът е завършен.

ЗАЯВЛЕНИЕ

Също така, можете да извършите тези изчисления с TINA или TINACloud симулатори, като използвате техния интерпретатор, като кликнете върху линка по-долу.

Симулация на верига на нивото на превключвателите