KHAI THÁC. Chuyển cấp
HIỆN TẠI - 2. Người thay đổi cấp độ
TRƯỚC-1. Bộ khuếch đại vi sai
Chuyển cấp
Ngay cả khi đầu vào của bộ khuếch đại có giá trị trung bình bằng 0 volt, thì đầu ra thường có điện áp trung bình khác không do hiệu ứng sai lệch. Những dc điện áp có thể gây ra sự bù trừ không mong muốn ảnh hưởng xấu đến hoạt động của hệ thống.
Vì op-amp là một giai đoạn dc khuếch đại với mức tăng cao, không mong muốn dc điện áp có thể là một nguồn quan tâm. Một bù nhỏ trong giai đoạn đầu có thể bão hòa giai đoạn sau.
Chuyển cấp là các bộ khuếch đại cộng hoặc trừ một điện áp đã biết từ đầu vào để bù cho dc điện áp bù. Op-amps có sự thay đổi mức độ bao gồm trong thiết kế của họ.
Hình 7 minh họa một shifter cấp đơn giản. Chúng tôi cho thấy rằng bộ dịch chuyển này hoạt động như một bộ khuếch đại đơn vị cho ac trong khi cung cấp một điều chỉnh dc đầu ra.
Chúng tôi bắt đầu phân tích bằng cách sử dụng KVL trong vòng lặp đầu vào của Hình 7 (a) và cho phép vin = 0 để có được
(34)
Bây giờ kể từ
(35)
chúng tôi giải quyết cho dc giá trị của điện áp đầu ra, Vra.
(36)
Phương trình (36) cho thấy bằng cách thay đổi RE, Vra có thể được đặt thành bất kỳ mong muốn dc cấp độ (giới hạn tối đa là VBB–VBE). Kể từ khi VBB là dc mức thu được từ giai đoạn trước, bộ khuếch đại này được sử dụng để thay đổi cấp độ xuống (đến giá trị thấp hơn). Nếu trở lên chuyển đổi là bắt buộc, một mạch tương tự được sử dụng nhưng PNP bóng bán dẫn được thay thế cho npn Linh kiện bán dẫn. Một mạch điện hoàn chỉnh với nguồn dòng điện hoạt động được thể hiện trên hình 7 (b).
Hình shifter mức độ 7
Bây giờ chúng tôi kiểm tra các mạch với ac tín hiệu được áp dụng. Hình 7 (c) minh họa ac mạch tương đương. Lưu ý rằng β2ib2 là dòng thu trong nguồn hiện tại và chúng tôi giả sử nó là hằng số. Vì ac giá trị của dòng điện bằng không, nguồn hiện tại này được thay thế bằng một mạch mở. Chúng tôi viết ac phương trình sử dụng KVL.
(37)
và
(38)
Tỷ lệ của ac đầu ra ac đầu vào là
(39)
Phương trình (39) cho thấy như ro2 trở nên lớn, tỷ lệ đầu ra so với đầu vào tiếp cận sự thống nhất và trình dịch chuyển mức hoạt động giống như một người theo dõi phát ac. Đây là kết quả mong muốn.
Ví dụ
Hai bộ khuếch đại CE ghép nối trực tiếp được đặt nối tiếp để đạt được mức tăng điện áp mong muốn. Thiết kế một bộ dịch mức được đặt ở giữa hai bộ khuếch đại CE để cung cấp một dc điện áp đủ thấp để ngăn chặn bộ khuếch đại CE thứ hai bão hòa. Thực hiện việc này bằng cách cung cấp độ lệch 1 V cho giai đoạn thứ hai. Điện áp collector, VC, của bộ khuếch đại đầu tiên là 4 V và RC của bộ khuếch đại đó là 1 kΩ. Thiết kế bộ dịch mức để có một IC của 1 mA bằng cách sử dụng một 
cung cấp năng lượng. Sử dụng nguồn hiện tại của loại được hiển thị trong Hình 3 (Xem chương: Bộ khuếch đại vi sai 1.3) với các bóng bán dẫn có β (s) = 100, VBE(S) = 0.7 V và VON = 0.7 V.
Giải pháp: Bộ dịch mức được hiển thị trong Hình 7 (b). Chúng ta cần tìm các giá trị của RE, R1, R2và R 'E. Vì bộ khuếch đại đầu tiên có một VC của 4 V, giá trị của VBB cho phương trình (36) là 4 V, trong khi RB của công thức đó là 1 kΩ. Lưu ý điều này là sử dụng mạch tương đương Thevenin của bộ khuếch đại trước đó. Phương trình (36) sau đó mang lại,
Đặt điểm hoạt động của bóng bán dẫn nguồn hiện tại ở giữa dc tải dòng, chúng tôi có
và
Điện áp trên R 'E là 5.5 V. Sau đó
Bây giờ chúng ta biết các điện áp trên R1 và R2 và điện trở song song. Điều này mang lại hai phương trình, trong đó chúng tôi giả sử rằng dòng cơ sở trong bóng bán dẫn thấp hơn của Hình 9.7 (b) là không đáng kể.
và
Do đó thiết kế đã hoàn thành.
ỨNG DỤNG
Ngoài ra, bạn có thể thực hiện các tính toán này với trình mô phỏng mạch TINA hoặc TINACloud, sử dụng công cụ Phiên dịch của họ bằng cách nhấp vào liên kết bên dưới.