2
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић
КАРАКТЕРИСТИКЕКАРАКТЕРИСТИКЕПОЈАЧАВАЧКИХПОЈАЧАВАЧКИХ ЕЛЕМЕНАТАЕЛЕМЕНАТА
iA
uG
uA = const
GA
K
iC
uBE
UBET
B
E
C
ID
UGS
IDSS
0UGS(OFF)
G
S
D
КАРАКТЕРИСТИКАКАРАКТЕРИСТИКА ПРЕНОСАПРЕНОСАПОЈАЧАВАЧКОГПОЈАЧАВАЧКОГ ЕЛЕМЕНТАЕЛЕМЕНТА ЈЕЈЕ НЕЛИНЕАРНАНЕЛИНЕАРНА
4
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић
IC(mA)
IB(µA)
мирна радна тачка
(QUIESCENT POINT)
улазни сигнал (побуда)
излазни сигнал (одзив)
t
t
Q
β=1000
ГРАФИЧКАГРАФИЧКА АНАЛИЗААНАЛИЗАB
E
C
5
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић
Y
X
линеарна апроксимација
Y=X
мирна радна тачка
улазни сигнал (побуда)
излазни сигнал (одзив)
МАЛИСИГНАЛ СЕ
ВЕРНОПРЕСЛИКАВА
ВЕЛИКИСИГНАЛ ЈЕИЗОБЛИЧЕН
ЛИНЕАРНИЛИНЕАРНИ МОДЕЛМОДЕЛ ВАЖИВАЖИ САМОСАМО УУ ДОВОЉНОДОВОЉНО МАЛОЈМАЛОЈОКОЛИНИОКОЛИНИ МИРНЕМИРНЕ РАДНЕРАДНЕ ТАЧКЕТАЧКЕ -- заза малемале сигналесигнале
ИЗОБЛИЧЕЊАИЗОБЛИЧЕЊА
АА > > АА
УЛАЗУЛАЗ
ИЗЛАЗИЗЛАЗ
6
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић
Y
X
A=1
A=1,5
A=2
xmaxymaxA
∆∆
=
2=A 5,1=A 1=A
tsinXtx ω∆ =)(
1=X 2=X 4=X
““ПОЈАЧАЊЕПОЈАЧАЊЕ””
ИЗЛАЗ УЛАЗ
7
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић
iO
uI
““ПОЈАЧАЊЕПОЈАЧАЊЕ”” ЗАВИСИЗАВИСИОДОД АМПЛИТУДЕАМПЛИТУДЕСИГНАЛАСИГНАЛА !!
ПРИПРИ ВЕЛИКИМВЕЛИКИМАМПЛИТУДАМААМПЛИТУДАМА ““ЛИКЛИК”” ЈЕЈЕИЗОБЛИЧЕНИЗОБЛИЧЕН
НЕЛИНЕАРНОСТНЕЛИНЕАРНОСТ КАРАКТЕРИСТИКЕКАРАКТЕРИСТИКЕ ПРЕНОСАПРЕНОСАПОЈАЧАВАЧКОГПОЈАЧАВАЧКОГ ЕЛЕМЕНТАЕЛЕМЕНТА ЈЕЈЕ ШТЕТНАШТЕТНА::
......АА МОЖЕМОЖЕ БИТИБИТИ ИИКОРИСНАКОРИСНА!!
8
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић
( ) ( ) nnOOO uauauaIuiui ...2
21* +++=≅
iO
uI
( ) tUtu ωcos=
( ) tUatUatUaIti nnnOO ωωω cos...coscos 22
21 +++=
( ) tnItItIIti nOO ωωω cos...2coscos 21 ++++=
ХАРМОНИЦИХАРМОНИЦИ!!
ТРИГОНОМЕТРИЈСКИРЕД
9
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић
x(t)=Xsin ωt
филтер пропусник опсега
учестаности
y = xn y
z(t)=Zsin nωt
ωc = nω
МНОЖАЧМНОЖАЧУЧЕСТАНОСТИУЧЕСТАНОСТИ
КУЛ,
““ГЕНЕРАТОРГЕНЕРАТОРФУНКЦИЈЕФУНКЦИЈЕ””
11
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић
( ) tUtu ωcos=
ИНВЕРТУЈУЋИ ПОЈАЧАВАЧ
IC
UCE
радна област
ICM
UCC
област засићења
хипербола снаге
област пробоја
UCEQ
ICQ
RC
UBB
u UCC
uO
C
CECCC R
uUi
−=
мирна радна тачка
2CC
CEQUU =
C
CCCQ R
UI2
=
ugi mc =
ccceo iRuu −==
cmO
u Rgu
uA −==
Максимална амплитудасигнала на улазу ?
УКУПНАУКУПНАСТРУЈАСТРУЈА
000 =→=→= )()()( oc tutitu
Малисигнали
CEO uu =
АНАЛИЗААНАЛИЗА
12
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић RC
UBB
u UCC
uOC
CECCC R
uUi
−=
CEoffCCCCECEsat IRUuU −≤≤
мирна радна тачка
2CC
CEQUU =
C
CCCQ R
UI2
=ugi mc =
cco iRu −=
cmO
u Rgu
uA −==
( ) ( ) BETBBBE UtuUtu >+=
радни опсег
CQC
CCC I
RU
i 20 =≤≤
ciIi += CQC00 ≠→≠ )()( c titu
одзив на побуду
13
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић
RC
UBB
u UCC uO
BETBB UU >)()( CQC tiIti c+=
)()( tuUtu BEQBE +=
)()( CEQO tiRUtu cC−=
)()(o tiRtu cC−=
( ) tUtu ωsin=
ПОБУДАПОБУДА ОДЗИВОДЗИВ
14
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић
BETBB UUU −< BETBB UUU −= BETBB UUU −>
( )tuBE
( )tiC
( )tuCE
RC
UBB
u UCC uO
BETU
CQI
2CC
CEQU
U =
BBU
tsinUtu ω=)(
CCU
CQI2
BETBB UU >
CQC II 20 <<
15
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић RC
UBB
u UCC
uOМИРНА РАДНА ТАЧКА
2CC
CEQUU =
C
CCCQ R
UI2
=
C
CCCQCCQ R
UIUP
2
2==
TQC
CCRQ P
RU
P ==4
2
000 =→=→= )()()( oc tutitu
ПОДЕШЕНЕПОДЕШЕНЕ ВРЕДНОСТИВРЕДНОСТИ
СНАГАСНАГА
ДИСИПАЦИЈАДИСИПАЦИЈА UIP =
ИЗВОРИЗВОР ОТПОРНИКОТПОРНИК
RTQ PPP +=
C
CCCQ
CCCQRQRQ R
UI
UIUP
42
2
===
ТРАНЗИСТОРТРАНЗИСТОРC
CCCQ
CCCQCEQTQ R
UI
UIUP
42
2
===
C
CCQ R
UP
2
2=
16
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић RC
UBB
u UCC
uO
2CC
CEQUU =
C
CCCQ R
UI2
=
C
CCCQc R
UIIimax c 2
===
( )tuCE)()( CQC tiIti c+=
CQC Iimax 2=
00 ≠→≠ )()( c titutsinUtu ω=)(
tsinUUtu BBBE ω+=)(
BETBB UUU −<∴ tinIIti c ωs)( CQC +=
17
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић RC
UBB
u UCC
uO
QPP =
∫∫ ==TT
dttituT
dttpT
P00
)()(1)(1
СНАГА ИЗВОРА
( )tuCE
tsinUtu ω=)(
tinIIti c ωs)( CQC +=
tinIRUtutu cC ωs)()( CEQCEO −==
C
CCCQCC R
UIUP
2
2==
∫∫ +==T
CQCC
T
CCC dttIIT
UdttiUT
P00
11 ]sin[)( c ω
18
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић RC
UBB
u UCC
uO
44
2Q
C
PR
UPmax == CC
O %)25(25,0==PPOη
( )tuCE
КОРИСНА СНАГА
СТЕПЕН ИСКОРИШЋЕЊА
tsinUtu ω=)(
tinIRtu cmC ωs)(o =
tinIti cm ωs)(c =
∫=T
coO dttituT
P0
1 )()(
∫ ⋅⋅=T
cmcmO dttsinItsinUT
P0
1ωω
ceffceffcmcmO IUIUP ==21
C
CCCQ R
UIIcm 2
==
2CC
CEQcmU
UU ==
2cmI
I =ceff
19
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић
ИНВЕРТУЈУЋИ ПОЈАЧАВАЧ
uo
Y1X1
Z1
UXP UYP
Трансформаторска спрегапобољшава однос
корисне (пренете) и уложене(утрошене) снаге
повећава степен искорипћења
20
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић uC
uB
UCC
UBET – UBB
UCC/2 транзистор у засићењу
транзистор закочен
UBB – UBET
uI uO
+US
-US
-A
uo
u
US
-US
ИНВЕРТУЈУЋИ ПОЈАЧАВАЧ
uI uO
+UCC
-A
21
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић НЕИНВЕРТУЈУЋИНЕИНВЕРТУЈУЋИ ПОЈАЧАВАЧПОЈАЧАВАЧ
RE
u UCC
UCCuЕ
uB
UCC
UBET
22
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић НЕИНВЕРТУЈУЋИНЕИНВЕРТУЈУЋИ ПОЈАЧАВАЧПОЈАЧАВАЧ
RE
u -UCC
uОr
UCC
-UCC
uЕ uB
-UCC
23
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић КЛАСЕКЛАСЕ ПОЈАЧАВАЧАПОЈАЧАВАЧА
u
i
u
i
u
i
Са становишта преноса сигнала, најповољнији је режим рада у којемструја протиче кроз појачавачки елемент током целе периодепобудног сигнала. Угао протицања је 2π (360 ˚, 100%). Ако се можезанемарити нелинеарност карактеристике у радном опсегу, изобличења нема, али је искоришћење мало (степен искоришћења неможе бити већи од 25%).
Угао одсецања (провођења θ).θ = 180 ˚θ = 360 ˚ θ < 180 ˚
24
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић КЛАСЕКЛАСЕ ПОЈАЧАВАЧАПОЈАЧАВАЧА
BETBB UUU += BETBB UUU +< BETBB UU = BETBB UU <
( )tuBE
( )tuCE
А AB B C
Класа појачавача зависи одположаја мирне радне тачке и амплитуде сигнала.
25
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић
КЛАСЕКЛАСЕ ПОЈАЧАВАЧАПОЈАЧАВАЧА
минимално оптерећењепојачавачких елемената
прекидачки режим радаD
још већа изобличења, joш већистепен искоришћења (≈100 % када је у излазном делурезонантно коло које представљакратак спој за хармонике излазнеструје).
радна тачка у активној областитоком интервала који је мањи одполовине периоде (θ < 180 ˚)
C
велика изобличења, теоријскистепен искоришћења 78,5 %
радна тачка у активној областитоком половине периоде(θ = 180 ˚)
B
минимална изобличења, малистепен искоришћења, теоријски25 %(трансформаторска спрега 50%)
радна тачка у искључиво уактивној области(θ = 360 ˚) .
А
26
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић
AA
КЛАСЕКЛАСЕ ПОЈАЧАВАЧАПОЈАЧАВАЧА
ABAB
BB
CC
областобласт закочењазакочења
27
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић
КЛАСЕКЛАСЕ ПОЈАЧАВАЧАПОЈАЧАВАЧА
Појачавачи класе C се примењују за појачање сигналависоких учестаности, у емисионим постројењима, снагереда величине неколико стотина kW
Активни елементи уу појачавачимапојачавачима класекласе DD раде каопрекидачи. Као информациони параметар поворкe правоугаоних импулса може се користитибездимензиона величина, θ, одређена односом трајања(ширине) импулса и периоде њиховог понављања
10, ≤≤= ϑθT
TH
TH
T
28
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић Спрезањем (нелинеарних) појачавача у
класи B може се остварити (линеарни) појачавач у класи А.
Симетричан појачавач са трансформаторском спрегом
uo
Y1+u
-u
X1
Y2
X2
Z1
Z2
UPY UPX
Појачавачки елемент А1 (цев, транзистор или група транзистора) водиза време позитивне полупериоде улазногсигнала, када је закочен појачавачкиелемент А2, који се побуђујеинвертованим сигналом. За временегативне полупериоде појачавачкиелемент А1 је закочен, а А2 води.
29
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић
ПОЈАЧАВАЧПОЈАЧАВАЧ САСАКОМПЛЕМЕНТАРНИМКОМПЛЕМЕНТАРНИМ
ЕЛЕМЕНТИМАЕЛЕМЕНТИМА
uo
+U
-U
u
А1
А2
u
iO
i2
i1
Комплементарни појачавачки елементи у класи B. Појачавачкиелемент А1 (транзистор или група транзистора) води за времепозитивне полупериоде улазног сигнала, а комплементарнипојачавачки елемент А2 за време негативне полупериоде улазногсигнала. (push-pull)
⎪⎩
⎪⎨⎧
<
≥=
00
0)(1
uза
uзаRu
ui⎪⎩
⎪⎨⎧
<
≥= 0
00)(2 uза
Ru
uзаui uuO =
30
ОE2 2009 02 ПОЈАЧАВАЧИ 2П. Бошњаковић
ПОЈАЧАВАЧПОЈАЧАВАЧ САСАКОМПЛЕМЕНТАРНИМКОМПЛЕМЕНТАРНИМ
ТРАНЗИСТОРИМАТРАНЗИСТОРИМА
u
uO
uo
RLT2
T1
+US
-US
u
УЛАЗ
ИЗЛАЗ
crossover distortion