2. Shifters уровня
ТЕКУЩИЙ - 2. Уровнемеры
ПРЕДЫДУЩАЯ - 1. Дифференциальные усилители
Shifters уровня
Даже если на входе усилителя среднее значение равно нулю, выход часто имеет ненулевое среднее напряжение из-за эффектов смещения. Эти dc Напряжения могут вызвать нежелательное смещение, которое отрицательно влияет на работу системы.
Поскольку операционный усилитель является многоступенчатым dc усилитель с высоким коэффициентом усиления, нежелательный dc Напряжение может быть источником беспокойства. Небольшое смещение на ранней стадии может насытить более позднюю стадию.
Переключатели уровня Усилители, которые добавляют или вычитают известное напряжение от входа, чтобы компенсировать dc смещение напряжения. Операционные усилители имеют переключатели уровня, включенные в их дизайн.
На рисунке 7 показан простой переключатель уровня. Покажем, что этот сдвиг действует как усилитель с единичным усилением для ac обеспечивая регулируемый dc вывод.
Мы начинаем анализ, используя KVL во входном цикле рисунка 7 (a) и позволяя vin = 0 для получения
(34)
Сейчас с
(35)
мы решаем для dc значение выходного напряжения, Vвнешний.
(36)
Уравнение (36) показывает, что путем RE, Vвнешний может быть установлен на любой желаемый dc уровень (ограничен максимум VBB–VBE). поскольку VBB это dc уровень, полученный на предыдущем этапе, этот усилитель используется для сдвига уровня вниз (к более низкому значению). Если вверх требуется переключение передач, используется аналогичная схема, но PNP транзисторы заменяют NPN транзисторы. Полная схема с активным источником тока показана на рисунке 7 (b).
Рисунок 7– Сдвиг уровня
Теперь рассмотрим схему с ac сигналы применяются. Рисунок 7 (c) иллюстрирует ac эквивалентная схема. Обратите внимание, что β2ib2 ток коллектора в активном источнике тока, и мы предполагаем, что он постоянный. Поскольку ac значение тока равно нулю, этот источник тока заменен на разомкнутую цепь. Мы пишем ac уравнения с использованием КВЛ.
(37)
и
(38)
Соотношение ac выход в ac вход
(39)
Уравнение (39) показывает, что как ro2 становится большим, отношение выхода к входу приближается к единице, и сдвиг уровня действует как последователь эмиттера ac, Это желаемый результат.
Пример
Два усилителя CE с прямой связью расположены последовательно для достижения желаемого усиления по напряжению. Разработайте сдвиг уровня для размещения между двумя усилителями CE, чтобы обеспечить dc напряжение достаточно низкое, чтобы предотвратить насыщение второго усилителя CE. Сделайте это, предоставив смещение 1 V на втором этапе. Коллектор напряжения, VCпервого усилителя 4 V, а RC этого усилителя 1 кОм. Разработайте переключатель уровня, чтобы иметь IC 1 мА с помощью 
источник питания. Используйте источник тока типа, показанного на рисунке 3 (см. Главу: Дифференциальный усилитель 1.3) с транзисторами, имеющими β (ы) = 100, VBE(S) = 0.7 V и VON = 0.7 V.
Решение: Сдвиг уровня показан на рисунке 7 (б). Нам нужно найти значения RE, R1, R2качества Р'E, Так как первый усилитель имеет VC 4 V, значение VBB для уравнения (36) равен 4 V, тогда как RB этой формулы 1 кОм. Обратите внимание, что используется эквивалентная схема Thevenin предыдущего усилителя. Уравнение (36) тогда дает,
Установка рабочей точки транзистора источника тока в середине dc линия загрузки, у нас есть
и
Напряжение через Р'E 5.5 V. Тогда
Теперь мы знаем напряжения через R1 и R2 и параллельное сопротивление. Это приводит к двум уравнениям, где мы предполагаем, что ток базы в нижнем транзисторе на рисунке 9.7 (b) пренебрежимо мал.
и
Поэтому дизайн завершен.
ЗАЯВЛЕНИЕ
Кроме того, вы можете выполнить эти расчеты с помощью симуляторов цепей TINA или TINACloud, используя инструмент интерпретатора, нажав на ссылку ниже.