ERŐSÍTŐK

- villamos jelek érősítését végzik

- aktív négypólusok

- alapját bipoláris vagy térvezérlésű tranzisztorok vagy műveleti erősítők képezik

- osztályozás: hullámforma szerint: - egyenfeszültségű,

- váltakozó feszültségű: - szélessávú

- hangolt

- legfontosabb jellemzői:

1. feszültségerősítés: 1

2u

U

UA = ; abszolút érték

U2 > U1; Au > 1; - erősítő (aplifikátor)

U2 = U1; Au = 1; - ismétlő (repeater)

U2 < U1; Au < 1; - csillapító (atenuátor)

- probléma: nincs mértékegysége; amikor nincs erősítés nulla kellene legyen nem 1.

- megoldás: mértékegység bevezetése: decibel [dB] 1

2]dB[u

U

Ulg20A =

2. áramerősítés: 1

2i

I

IA = ; decibelben:

1

2]dB[i

I

Ilg20A =

3. teljesítményerősítés: iu1

2

1

2

1

2P AA

I

I

U

U

P

PA === , decibelben:

1

2]dB[P

P

Plg10A =

4. az erősítés fázisa: φ; a kimeneti jel fázisviszony a bemeneti jelhez képest

- páratlan fokozatú erősítőnél a legtöbb esetben: φ = 180°

5. bemeneti, kimeneti ellenállás (impedancia):

6. sávszélesség (szélessávú erősítőknél):

2

2ki

1

1be

I

Ur

I

Ur

=

=

- bemeneti ellenállás

- kimeneti ellenállás

B = ff - fa

- fa: - alsó határfrekvencia

- ff: - felső határfrekvencia

- ahol az erősítés -3dB-el

csökken. (0,707)

- fk = 1kHz frekvencián

Bipoláris tranzisztoros erősítőfokozat

- váltakozó áramú (dinamikus) üzemmódban a tranzisztor egyszerűsített hibrid modellét

használjuk, hogy meghatározhassuk az erősítő jellemzőit (A, rbe, rki, stb).

- behelyettesítve az erősítőbe:

- felírhatóak a következő jellemző értékek:

C

e22ki

C

e22

ki

ki

kiki

e112B1B

be

e112B1Bbe

be

bebe

e11

tC

e22

e21

e11B

tC

e22

Be21

e11B

tC

e22

ki

be

kiu

Rh

1

i

)Rh

1(i

i

ur

hRRi

)hRR(i

i

ur

h

)RRh

1(h

hi

)RRh

1(ih

hi

)RRh

1(i

u

uA

×=

×

==

××=××

==

××

−=

××−

=⋅

××−

==

- C1, C2 – csatoló kondenzátorok;

megakadályozzák, hogy a munkapont

megváltozzon, ha a bemenetre

jelgenerátort kapcsolunk, illetve ha a

kimentre terhelést teszünk.

- CE – emitterhidegítő kondenzátor;

dinamikus üzemmódban az emittert a

testhez kapcsolja.

- RB1, RB2, RE – munkapont beállító

ellenállások (bázisosztó)

- RC; kollektor ellenállás (kollektoráram-

határoló)

- h11e: - a tranzisztor bementi ellenállása,

- h21e: - a tranzisztor áramerősítési

tényezője (β),

- h22e: - a tranzisztor kimenti

admitanciája.

SZABÁLY: - minden, ami állandó

(pl. táplálási fesz.) a

testhez kapcsolódik,

- minden kondenzátor

rövidzárat jelent.

FET tranzisztoros erősítő

- váltakozó áramú (dinamikus) üzemmódban a FET tranzisztor egyszerűsített

admitancia modellét használjuk, hogy meghatározhassuk az erősítő jellemzőit (A, rbe,

rki, stb).

- felírhatóak a következő jellemző értékek:

D

S22ki

D

S22

ki

ki

kiki

G

be

bebe

tD

S22

S21

be

tD

S22

beS21

be

tD

S22

ki

be

kiu

RY

1

i

)RY

1(i

i

ur

Ri

ur

)RRY

1(Y

u

)RRY

1(uY

u

)RRY

1(i

u

uA

×=

×

==

==

××−=

××−

=

××−

==

Többfokozatú érősítők

- jellemző értékek: - feszültségerősítés

n21

1

n1n1n

1

nn

1

1nu A...AA......

U

AAU

U

AU

U

UA ⋅⋅⋅===== −−+

A1 U1 U2

I1 I2

A2 U2 U3

I2 I3

An Un Un+

In In+1

- Cbe, Cki – csatoló kondenzátorok;

megakadályozzák, hogy a munkapont

megváltozzon, ha a bemenetre

jelgenerátort kapcsolunk, illetve ha a

kimentre terhelést teszünk.

- CS – sourcehidegítő kondenzátor;

dinamikus üzemmódban a sourcet a

testhez kapcsolja.

- RG, RS – munkapont beállító ellenállások

- RD; - drain ellenállás (drainráram-

határoló)

- Y21S: - a FET meredeksége (s),

- Y22S: - a FET kimenti admitanciája.

(A szabály azonos az előbbivel.)

- az abszolút erősítések összeszorzódnak

- decibelben: Au[dB] = A1u[dB] + A2u[dB] + + Anu[dB]

- az erősítések összeadódnak.

- bementi, kimeneti ellenállás:

1n

1nki

1

1be

I

Ur

I

Ur

+

+=

=

Visszacsatolt erősítők

2

v

1

2uv

be

2u

U

U

U

UA

U

UA

=

=

=

β

- az erősítés kiszámítása:

u

u

be

2be

beu

2be

beu

vbe

beu

1

2uv

A1

A

)U

U1(U

UA

UU

UA

UU

UA

U

UA

⋅−=

⋅−

⋅=

⋅−

⋅=

−

⋅==

βββ

- β Au – nyílthurkú erősítés

- β > 0; → Auv > Au ; - pozitív visszacsatolás (erősítőnél nem használható)

- β < 0; → Auv < Au ; - negatív visszacsatolás

- ha β Au >> 1 → β

1Auv −=

- hátrány: - csökken az erősítés

- előnyök: - stabillá válik az erősítő (nem gerjed)

- az erősítés függetlenné válik az aktív elem (elemek) jellemzőitől. (csak β-tól függ)

….- növelhető a bemeneti ellenállás

- csökkenthető a kimeneti ellenállás

- nő a sávszélesség

Feladat: Au = 100dB; β = -10dB. Auv = ?; Auv[dB] = ?

Visszacsatolás nélküli

erősítő

Au

Visszacsatoló

négypólus

β

I1

U1 Ube

Uv

I2

U2

- visszacsatolás nélküli erősítés (nyílt hurkú erősítés)

- érősítés visszacsatolással

- visszacsatolási tényező (β ≤ 1)