2. Ravni premiki

Ravni premiki

Tudi če ima vhod v ojačevalnik povprečno vrednost nič voltov, ima izhod pogosto zaradi nihajnih učinkov napetost, ki ni enaka nič. To dc napetosti lahko povzročijo neželeno zamik, ki negativno vpliva na delovanje sistema.

Ker je op-amp večstopenjski dc ojačevalnik z visokim dobitkom, nezaželen dc napetosti lahko vzbujajo skrb. Majhen odmik v zgodnji fazi lahko preživi poznejšo fazo.

Krmilniki nivoja so ojačevalniki, ki dodajo ali odštejejo znano napetost od vhoda, da kompenzirajo dc napetosti premika. Op-amperji imajo stopenjski menjalnike, ki so vključeni v njihovo zasnovo.

Slika 7 ponazarja preprosto stopenjsko prestavo. Pokazali bomo, da ta zaklop deluje kot ojačevalnik za pridobivanje enote ac obenem pa zagotavlja nastavljiv dc Izhod.

Analizo začnemo z uporabo KVL v vhodni zanki na sliki 7 (a) in najemu vin = 0 za pridobitev

(34)

Zdaj od takrat

(35)

rešimo za dc vrednost izhodne napetosti, Vven.

(36)

Enačba (36) kaže, da se spreminja RE, Vven lahko nastavite na poljubno dc (omejeno na največ. \ t VBB-VBE). Od VBB ali je dc Na ravni, pridobljeni iz prejšnje stopnje, se ta ojačevalnik uporablja za premikanje ravni navzdol (na nižjo vrednost). Če navzgor potrebno je prestavljanje, uporablja se podobno vezje, vendar pnp tranzistorji nadomestijo npn tranzistorji. Popolno vezje z aktivnim tokovnim virom je prikazano na sliki 7 (b).

Preklopnik nivoja, praktični operacijski ojačevalnik, simulacija vezja

Slika 7 - Ročni menjalnik

Zdaj preučimo vezje z ac signali. Slika 7 (c) ponazarja ac enakovredno vezje. Upoštevajte, da β2ib2 je kolektorski tok v aktivnem viru toka in predpostavljamo, da je konstanta. Zaradi ac vrednost toka je nič, ta tok se nadomesti z odprtim tokokrogom. Pišemo ac enačbe z uporabo KVL.

(37)

in

(38)

Razmerje med ac izhod v ac vhod je

(39)

Enačba (39) kaže, da kot ro2 postane velika, razmerje med izhodom in vhodom se približuje enotnosti, stopenjski prestavnik pa deluje kot sledilec oddajniku ac. To je želeni rezultat.

Primer 

Dve direktni povezavi CE ojačevalnika sta zaporedno nameščeni, da dosežeta želeni dobitek napetosti. Oblikujte stopenjski prestavnik, ki bo nameščen med dvema ojačevalnikoma CE, da zagotovite a dc napetost je dovolj nizka, da preprečite nasičenje drugega CE ojačevalnika. Naredite to z zagotavljanjem pristranosti 1 V v drugi fazi. Napetost kolektorja, VCprvega ojačevalnika je 4 V, in RC tega ojačevalnika je 1 kΩ. Oblikuj stopnjo, da ima IC 1 mA z uporabo a  napajanje. Uporabite trenutni vir tipa, prikazanega na sliki 3 (gl. Poglavje: Diferencialni ojačevalnik 1.3) s tranzistorji, ki imajo β (s) = 100, VBE(I) = 0.7 V in VON = 0.7 V.

rešitev: Krmilnik nivoja je prikazan na sliki 7 (b). Najti moramo vrednote RE, R1, R2in R 'E. Ker ima prvi ojačevalnik a VC 4 V, vrednost VBB za enačbo (36) je 4 V, medtem ko je RB te formule je 1 kΩ. Upoštevajte to, da uporabljate ekvivalentno vezje Thevenin prejšnjega ojačevalnika. Enačba (36) nato ustvari,

Nastavitev obratovalne točke tranzistorja tokovnega vira na sredini dc tovorno linijo imamo

in

Napetost čez R 'E je 5.5 V. Potem

Zdaj poznamo napetosti R1 in R2 in vzporedni upor. Tako dobimo dve enačbi, kjer predpostavljamo, da je osnovni tok v spodnjem tranzistorju na sliki 9.7 (b) zanemarljiv.

in

Zasnova je torej popolna.

UPORABA

Te izračune lahko izvedete tudi s simulatorji vezja TINA ali TINACloud, pri čemer uporabite orodje za tolmačenje s klikom na spodnjo povezavo.

Simulacija kroga nivoja Shifterjev