2. Niveau Shifters
ACTUEL - 2. Manettes de niveau
PRÉCÉDENT-1. Amplificateurs différentiels
Niveau Shifters
Même si l'entrée d'un amplificateur a une valeur moyenne de zéro volt, la sortie a souvent une tension moyenne non nulle en raison d'effets de polarisation. Celles-ci dc Les tensions peuvent provoquer un décalage indésirable qui affecte négativement le fonctionnement du système.
Comme l’op-amp est un multi-étage dc amplificateur à gain élevé, indésirable dc les tensions peuvent être une source de préoccupation. Un petit décalage à un stade précoce peut saturer un stade ultérieur.
Niveau shifters sont des amplificateurs qui additionnent ou soustraient une tension connue de l’entrée afin de compenser dc tensions décalées. Les amplis-op ont des niveaux de décalage inclus dans leur conception.
La figure 7 illustre un simple sélecteur de niveau. Nous montrons que ce shifter agit comme un amplificateur à gain unitaire pour ac tout en fournissant un ajustable dc sortie.
Nous commençons l’analyse en utilisant KVL dans la boucle d’entrée de la figure 7 (a) et en laissant vin = 0 pour obtenir
(34)
Maintenant depuis
(35)
nous résolvons pour le dc valeur de la tension de sortie, Vande.
(36)
L’équation (36) montre qu’en faisant varier RE, Vande peut être réglé à tout dc niveau (limité à un maximum de VBB-VBE). Puisque VBB est dc niveau acquis de l’étage précédent, cet amplificateur est utilisé pour décaler le niveau vers le bas (à une valeur inférieure). Si ascendant un changement de vitesse est nécessaire, un circuit similaire est utilisé mais PNP les transistors sont substitués à la npn transistors. Un circuit complet avec une source de courant active est illustré à la figure 7 (b).
Figure 7 - Décaleur de niveau
Nous examinons maintenant le circuit avec ac signaux appliqués. La figure 7 (c) illustre la ac Circuit équivalent. Notez que β2ib2 est le courant du collecteur dans la source de courant actif, et nous supposons qu'il s'agit d'une constante. Parce que le ac la valeur du courant est zéro, cette source de courant est remplacée par un circuit ouvert. Nous écrivons le ac équations utilisant KVL.
(37)
et
(38)
Le rapport de ac sortie vers ac l'entrée est
(39)
L’équation (39) montre que comme ro2 devient grand, le rapport entre la production et l’entrée approche de l’unité et le décaleur de niveau agit comme un émetteur suiveur pour ac. C'est le résultat souhaité.
Exemple
Deux amplificateurs CE à couplage direct sont placés en série pour obtenir le gain de tension souhaité. Concevez un décaleur de niveau à placer entre les deux amplificateurs CE afin de fournir une dc tension suffisamment basse pour empêcher le second amplificateur CE de saturer. Faites cela en fournissant un biais 1 V au deuxième étage. La tension du collecteur, VC, du premier amplificateur est 4 V, et le RC de cet amplificateur est 1 kΩ. Concevoir le levier de niveau pour avoir un IC de 1 mA en utilisant un 
source de courant. Utilisez une source de courant du type illustré à la figure 3 (voir chapitre: amplificateur différentiel 1.3) avec des transistors ayant β (s) = 100, VBE(S) = 0.7 V, et VON = 0.7 V.
Solution: Le décalage de niveau est illustré à la figure 7 (b). Nous devons trouver les valeurs de RE, R1, R2et R 'E. Depuis le premier amplificateur a un VC de 4 V, la valeur de VBB pour l'équation (36) est 4 V, alors que le RB de cette formule est 1 kΩ. Notez que ceci utilise le circuit équivalent de Thevenin de l’amplificateur précédent. L'équation (36) donne alors,
Réglage du point de fonctionnement du transistor source de courant au milieu de la dc ligne de charge, nous avons
et
La tension aux bornes R 'E est 5.5 V. Alors
Nous connaissons maintenant les tensions à travers R1 et R2 et la résistance parallèle. Cela donne deux équations, où nous supposons que le courant de base dans le transistor inférieur de la figure 9.7 (b) est négligeable.
et
Le design est donc complet.
INSCRIPTION
De plus, vous pouvez effectuer ces calculs avec les simulateurs de circuit TINA ou TINACloud, en utilisant leur outil Interpreter en cliquant sur le lien ci-dessous.