1.3. Операциялық күшейткіштегі симметриялық мультивибратолар

Тікбұрышты формалы және тік фронттары бар импульстарды алу үшін релаксациялық генераторлар деп аталатын құрылғылар, немемсе мультивибраторлар кеңінен қолданылады. Мультивибраторлар келесі режимдерде жұмыс істейді: автотербелмелі, күтулі синхронизациялау және жиілікті бөлу. Мультивибраторлар көп жағдайларда келесі импульстық немесе цифрлық әрекетті жүйелердегі түйіндер мен блоктар үшін жүргізіп жібергіш кіріс импульстарды қалыптастыратын жөн сілтегіш генераторлар функциясын атқарады.

Қандай да болмасын күшейткіш қуат күшейткіші болып табылады. Сондықтан да, қуат күщейткіші дегеніміз жүктемеге нақты немесе максимальды мүмкін қуатты беретін қуатты күшейткіштер, кейде шығу күшейткіштері деп те аталады. Бұл күшейткіштер үлкен ПӘК пен жиілік және сызықтық емес бұрмалаулардың шектелген деңгейлерінде жұмыс жасауға тиіс. Сөйтіп, қуатты шығу какадтары үлкен сигнал режимінде істейтіндіктен, олардың ең маңызды көрсеткіштері болып мыналар аталады: жүктемеге берілетін қуат (немесе қуат бойынша күшейту коффициенті), ПӘК, сонымен қатар күшейтілетін сигналдың сызықтық емес бұрмалаулардың деңгейі. Күшейткіштің ПӘК-ті мен сызықтық емес бұрмалауларының деңгейі жұмыс нүктесінің бастыпқы орнына өте қатты байланысты болады. Сызықты емес бұрмалаудың мүмкін ең төменгі деңгейі А классы режимінде қамтамасыз етілуі мүмкін, ал максимальді мүмкін ПӘК В және С классы режимінде болады.

Қуатты күшейткіштерді біртактылымен қатар екітактылы орындалуында жлбалап жасайды. Біртактылы каскадтар әдетте А классы режимінде жұмыс істейді, ал екітактылы В жіне С режимінде.

Біртактылы а классы режиміндегі қуат күшейткіші

Каскадтың принципиальды электрлік схемасында транзистордың коллекторы шығыс трансформатордың біріншілік орамасы арқылы бірден ток көзіне қосылған. Сондықтан, кіріс сигнал жоқ болғанда статистикалық жүктемелік түзу тіпттен тіке жүреді, себебі трансформатор орамасының тұрақты тоққа кедергісі тіптен аз, ал Е_к –ның мәнін, тогы жүргенде - резисторына түсетін кернеуден әлдейқайда үлкен қылып алады.

Кіріс сигналы берілген кезде, транзистордың коллектор тізбегіндегі кедергісі, трансформатордың біріншілік орамасына келтірілген күшейткіштің жүктемесінің кедергісімен анықталады.

Қуат күшейткішінің в классы режиміндегі екі тактылы каскады.

Қуат күшейткіштерінің бір тактылы касадтарының біраз айтарлықтай кемшіліктері бар, бұлар:

1. каскадтың кішкене пайдалы әсер коэффициенті;

2. күшейткіш аспап пен шығыс трансформатордың магнит өткізгішін магниттейтін, тұрақты токтар тудыратын салыстырмалы үлкен сызықтық емес бұрмалалары;

3. салыстырмалы үлен жиіліктік бұрмалаулары.

Сондықтан, көбіне В классы режиміндегі қуатты, әрі экономды екі тактылы күшейткіш каскадтар қолданылады.

Оратлық жүктемее жұмыс істейтін, схеманың екі бірдей симметриялы иығын құрайтын екі элементен (транзистордан) тұратын каскадтарды екі тактылы деп атайды.

Егерде, кіру жағында генратордан сигнал берілмесе, онда екі транзистор Т₁ және Т₂ екеуі де жабық, себебі олардың эмиттерлері – базалық өткелдерінде потенциалдар айырымы жоқ, өйткені эмиттерлерге бірден, ал базаларға Т_р1 трансформаторының екіншілік орамасының жартысы арқылы қоректену көзі Е_к-дан +U_k кернеуі беріліп тұр.

Екі тактылы трансформаторлы В классындағы күшейткіктердің ерекшеліктері:

1. Токтар айырмасында тұрақты құрамалар жоқ болғандықтан шығыс трансформатор салмағы жағынан жеңіл, аумағы жағынан кіші;

2. Токтар айырмасында жұп гармоникалық жоқ, сондықтан жиіліктік бұрмалау коэффициенті тек ұшінші гармоникмен бағаланады;

3. Схема симметриялы болғандықтан әртүрлі фондар, әсіретпелер, бөгеулер әлдеқайда аз болады.

Ал кемшіліктеріне:

1. Трансформатор иықтарын өте қатаң симметриялау керек;

2. Ортақ нүктеден шығу сымдары бар екі трансфоматор қажеттігі.

Жұмыс істеу принципі бойынша операциялық күшейткіш қарапайым күшейткішке ұқсас болып келеді. Қарапайым күшейткіш сияқты ол кіріс сигналының кернеу мен қуатын күшейту үшін қолданылады. Бірақ та, қарапайым күшейткіштің қасиеттері мен параметрлері толығымен оның сұлбасымен анықталса, операциялық күшейткіштің қасиеттері мен параметрлері көбінесе кері байланыс тізбегі праметрлерімен анықталады. Операциялық күшейткіштер нольдік орын ауыстуруын және шығыс кернеуін кіріс кернеудің нольдік мәнінідегі тұрақты ток күшейткіші сұлбасы бойынша жүзеге асырады. Сонымен қатар олар үлкен күшейту коэффициенттері, жоғары кіріс және төмен шығыс кедергілермен сипатталады. Ертерек мұндай жоғары сапалы күшейткіштер тек қана математикалық операцияларды : суммалау және интегралдау үшін аналогты есептеу құрылғыларда қолданылатын. Операциялық күшейткіш деп аталуы осыдан.

Қазіргі кезде операциялық күшейткіш монолитті интегралды микросхемалар түрінде жасалады және өзінің өлшемдері мен бағасы бойынша бөлек алынған транзистордан ерекшеленбейді. Операциялық күшейткіштің идеалды сипаттамалар арқасында олардың негізінде әртүрлі сұлбалардың транзисторларға қарағанда жасалуы жеңілірек болады. Сондықтан операциялық күшейткіш бүкіл сызықты схемотехникаларда сұлбаның элементі ретіндегі бөлек транзисторларды ығыстырп шығарады.

Белгілі бір салада қолданылуы керек кезде, қандай операциялық күшейткіштің қажет екенін анықтау үшін оның негізгі сипаттамаларын білу жеткілікті.

Операциялық күшейткіштің қасиеттері 4-суретте операциялық күшейткіштің сұлба түріндегі көрінісі берілді. Оның кіріс каскады дифференциалдық күшейткіш түрінде орындалады. Сондықтан операциялық күшейткіште екі кірісі болады. Төменгі жиілік облысында шығыс кернеуі U_a кіріс кернеулердің айырымы да сол фазасында орналасады:

U_D = U_P – U_{N .}