Elemezzük tovább
Eddig nem volt szó arról, hogy milyen bemeneti ellenállása lesz ennek az erősítőnek. Lényeges lehet a potencióméter illetve az előző fokozat terhelése szempontjából. Először a maradék erősítés kiszámítására van szükségünk.
A maradék erősítés fogalma azt takarja, hogy a rendelkezésre álló nyílthurkú erősítésből mi felhasználunk valamennyit a saját céljainkra, a "megmaradt" erősítés pedig működteti a negatív visszacsatolást. Emiatt az Am az egyik legfontosabb adat.
Am=Any/Au
vagyis:
200.000/11=18.000
Katalógus adat a bemeneti impedancia is:
Ez is a nyílt hurkú erősítésre vonatkozik.
Visszacsatolás után és 11-szeres erősítés mellett így alakul a bemeneti impedancia:
Rbe=Ri*Am
vagyis:
20 kΩ*18.000=360 MΩ
Ennyire megnő a bemeneti impedancia a visszacsatolás következtében. Ennek az oka az, hogy valójában csak az 55 μV hajt át áramot a 20 kΩ-os bemeneti ellenálláson, nem pedig a bemenetre adott 1 V. 1 V és 20 kΩ esetén 50 μA folyna a bemenetbe, ezzel szemben most csak 55 μV/20 kΩ=2,75 nA folyik, azaz 1V/2,75nA=360MΩ lesz a bemeneti ellenállás. Vagyis az Am-mel arányosan megnőtt. Néha oda kell figyelni erre, de legtöbbször a bemenetre kötött ellenállás (jelen esetben az 1MΩ) a meghatározó.
Mindig van valamekkora kimeneti ellenállása az opának, amit vehetünk úgy, hogy egy ellenállás sorba van kötve a kimenetével.
A kimeneti ellenállás alakulása 11-szeres erősítés esetén:
Rki=Ro/Am
vagyis:
50 Ω/18.000=0,0027 Ω. Tehát a kimeneti impedancia Am-mel arányosan csökken. Kis logikával kitalálható, hogy miért.
4. ábra
Várakozásainkkal ellentétben nem kívánatos egyenfeszültséget is mérhetünk a kimeneten. Ennek 2 fő oka is van.
Az első:
A két bemeneti tranzisztor kicsiny különbözősége miatt, az áramgenerátor árama már nyugalomban sem egyenletesen oszlik el T1 és T2 között. Ennek a hatása olyan, mintha már eleve lenne a bemeneteken egy kis vezérlő feszültség. A fenti tábla alapján ez ennél az IC-nél akár 6 mV is lehet és ezt is erősítjük 11-szeresen, vagyis majd akár 66 mV DC szint is lehet a kimeneten, ami viszont a fejhallgatónk tekercsébe jutva a membránt kitéríti nyugalmi helyzetéből. 1-5 mV még igazán nem jelentene problémát, de ez már kicsit sok.
Ez ellen többféle képpen védekezhetünk:
- másik IC-t választunk
- az IC-knek szokott lenni két speciális bemenete, amihez trimmer potmétert kapcsolva, az offset feszültség kinullázható .Az uA741-nek is van.
- átalakítjuk az erősítőt, hogy csak a váltófeszültséget erősítse, az egyent ne
- kimeneti kondenzátor alkalmazása
A másik ok:
A bemenet nyugalmi helyzetben is vesz fel áramot, ami különböző feszültségeséseket hoz létre az 1 MΩ-os és az 1 kΩ ellenállásokon és ez vezérlő feszültségként jelenik meg a bemeneten.
5. ábra
Jelen esetben ennek a max. értéke:
U1=1 MΩ*200 nA=0,2 V
U2=1 kΩ*200 nA=200 μV
Ezt még 11-szeresen felerősítjük, így 2,2 V DC-t mérhetünk a kimeneten, ami már durva. Én a legrosszabb esetet néztem most és sokszor így is kell tenni, de látható, hogy tipikusan ez az áram 10 nA, vagyis 20-szor kisebb hibát okoz.
Így védekezhetünk ellene:
- másik opát választunk. Fet bemenetűt, mert annál az Iib=0nA.
- radikálisan lecsökkentjük R2 értékét
- R3-R4 értékét olyan nagyra választjuk, hogy párhuzamos eredőjük (R3xR4) egyenlő legyen R2-vel. Így mindkét bemeneten egyforma hibafesz jelenik meg, a mindkét bemenetre vezetett azonos feszültséget (a közös módusút) pedig az opa nem erősíti.(Pl.:R4=1,1 MΩ, R3=10 MΩ ez eredőben R4xR3=1 MΩ=R2) Az R3-R4 a közös ponton mért impedancia szempontjából párhuzamos kapcsolásnak számít!
- átalakítjuk az erősítőt, hogy csak a váltófeszültséget erősítse, az egyent ne
- kimeneti kondenzátor alkalmazása
A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!
