Azərbaycan döVLƏt neft və SƏnaye universiteti

NƏZƏRİ HİSSƏ


1. ƏMƏLİYYAT GÜCLƏNDİRİCİLƏRİ FUNKSİYASI VƏ STRUKTURU

Əməliyyat gücləndiricisi – həm analoq və həm də rəqəm texnikasında müxtəlif təyinatlı informasiya siqnallarının müasir formalaşdırma və çevirmə sxemlərində geniş istifadə olunan universal funksional elementdir.

Əməliyyat gücləndiricisi – bu diferensial girişli sabit cərə-yan gücləndiricisi olub, yüksək güclənmə əmsalına və bir qayda olaraq bir çıxışa malikdir. ƏG-lər demək olar ki, həmişə dərin mənfi əks əlaqəyə malik sxemlərdə istifadə olunur və ƏG-nin yüksək güclənmə əmsalına malik olması alınmış sxemin ötürmə əmsalını tamamilə müəyyən edir.
ƏG-nin ən azı beş çıxımı olur. Onlardan ikisi giriş, biri çıxış, ikisi qida çıxımları və biri ümumi çıxımdır. Bunlardan başqa ƏG-nin əlavə çıxımları da olur. Əlavə çıxımlar korreksiyaedici və balanslayıcı dövrələrin qoşulması üçün nəzərdə tutulur (şək. 1.1, şək. 1.2).

Şək.1.1. ƏG-nin çıxımlarının şərti işarəsi

Giriş və çıxış siqnallarının qiyməti ümumi naqilə (ümumi nöqtəyə - “yer”ə) nəzərən aparılır və sxemlərdə bəzən bu ümumi naqil göstərilmir.

Şək.1.2. ƏG-nin şərti işarəsi: a) texniki ədəbiyyatda;

b) standart üzrə

Giriş gərginliyinin ƏG-nin hansı çıxımına verilməsindən asılı olaraq inversləyən, inversləməyən və fərq (diferensial) sxemlər yaradılır.

ƏG-nin həm müsbət, həm də mənfi giriş siqnalları ilə işləməsini təmin etmək üçün ikipolyarlıqlı qida gərginliyi (±V, ±E_q) tələb olunur. İkipolyarlıqlı qidalandırmada girişlərdəki gərginlik sıfır olanda çıxışda sabit gərginlik olmur. Yuxarıda qeyd edildiyi kimi bir polyarlıqlı gərginliklə qidalandırılan az enerji sərfiyyatlı ƏG-lər də vardır.
Əksər hallarda sxemin sadə görünməsi üçün onun qida çıxımları gösrərilmir.
ƏG-nin iki girişindən biri invers (inversləyən), digəri isə qeyri-invers (inversləməyən) giriş adlanır. İnvers girişə siqnal (U_gir1) verildikdə çıxışda onunla əks fazlı (fazı 180⁰ sürüşür, yəni müsbət polyarlıqlı gərginlik mənfi polyarlıqlı gərginliyə, mənfi polyarlıqlı gərginlik isə müsbət polyarlıqlı gərginliyə çevirilir), siqnal qeyri-invers girişə verildikdə (U_gir2) isə çıxışda onunla eyni fazlı (faz sürüməsi sıfıra bərabər olur, yəni çıxışda alınan gərginliyin polyarlığı dəyişmir) siqnal alınır.
Adətən giriş siqnalı inversləməyən girişə verilir. İnversləyici giriş isə mənfi əks əlaqə yaratmaq üçün istifadə edilir.
Ümumiyyətlə ƏG-lər giriş gərginliklərinin fərqini gücləndirir ( U_gir2 - U_gir1 ).
İnversləyici və qeyri-inversləyici girişlər arasındakı gərginlik U_dif diferensial gərginlik (diferensial siqnal) adlanır:


,

ƏG-nin çıxış gərginliyi isə

K₀ – ƏG-nin məxsusi gücləndirmə əmsalıdır, K₀ = 10³...10⁷.

Əməliyyat gücləndiriciləri adətən iki və ya üç gücləndirici kaskaddan ibarət olur (şək. 1.3).



Şək.1.3. Əməliyyat gücləndiricisinin struktur sxemi

Birinci kaskad (DG) mütləq diferensial gücləndirici sxemi üzrə yığılır. Bununla sinfaz maneələrin zəiflədilməsi və sıfır dreyfinin azaldılması təmin olunur. Giriş müqvimətini artırmaq məqsədi ilə giriş kaskadında mikrocərəyanlar rejimindən, mürəkkəb (kompozit) tranzistorlardan (Darlinqton sxemindən), super-betatranzistorlardan (baza cərəyanının statik ötürmə əmsalı β =10³÷10⁴) və sahə tranzistorlarından istifadə olunur. Giriş kaskadı, bir qayda olaraq, sıfırın sürüşməsinin ləğv edilməsini təmin etmək üçün gücləndiricini balanslaşdırma dövrəsinə malik olur.

İkinci kaskad (UG) gərginliyə görə əsas gücləndirməni təmin edir və çıxışı qeri-simmetrik olan adi diferensial gücləndiricidir.
Güc gücləndiriciisi (PG) əsasən gərginliyi sürüşdürmə sxemindən və ikitaktlı tranformatorsuz sxem üzrə yığılmış çıxış kaskadından ibarət olur. Üçkaskadlı ƏG-lərin çatışmazlığına onların öz-özünə həyacanlanması və çıxış siqnalının yüksək olmayan artım sürətinə malik olmasıdır.
Əməliyyat gücləndiriciləri çoxməqsədli inteqral sxemlərdir və onlar təyinatına görə aşağıdakılara bölünür:
1. Ümumi təyinatlı ƏG-lər – gətirilmiş summativ xətası 1% səviyyəsində olan aparat qovşaqlarının yaradılması üçün istifadə olunur. Nisbətən kiçik qiymət və orta səviyyəli parametrlərlə xarakterizə olunur;
2. Yüksəkdəqiqlikli ƏG-lər – kiçik səviyyəli elektrik siqnallarının gücələndirilməsi üçün istifadə olunur. Bu ƏG-lər sürüşmə gərginliyinin və onun temperatur dreyfinin kiçik qiyməti ilə, böyük gücləndirmə və sinfaz siqnalları zəiflətmə əmsalı ilə, böyük giriş müqaviməti və kiçik küy səviyyəsi ilə xarakterizə olunur. Bir qayda olaraq böyük olmayan cəldişləməyə malikdir;
3. Genişdiapazonlu, cəldişləyən ƏG-lər – tezdəyişən sinalların çevrilməsi üçün istifadə olunur. Onlar giriş siqnalının yüksək sürətlə artması (100 V/mksan-dan böyük), kiçik qərarlaşma müddəti, vahid gücləndirmənin yüksək tezliyi ilə (50 MHs-dən böyük) xarakterizə olunur. Digər parametrlərinə görə ümumi təyinatlı ƏG-lərdən geri qalır;
4. Az enerji sərfiyyatlı ƏG-lər – tələb etdiyi gücə ciddi limit qoyulan birpoyarlıqlı qidalandırma dövrələrində (avtonom qidalanan daşınan qurğularda və gözləmə rejimində işləyən cihazlarda) istifadə olunur;
5. Güclü və yüksəkgərginlikli ƏG-lər – siqnalın gücünü artırmaq üçün istifadə olunur. Onların çıxış kaskadı güclü yüksək gərginlikli elementlər əsasında qurulur (±15 V-dan az olmayan çıxış gərginliyində çıxış cərəyanı 100 mA-dən çox olan ƏG-lər).

2.