PSRR, CMRR
Emlékeztetőül: az írás célja, hogy megismerjétek a műveleti erősítők alapvető tulajdonságait, a számításokat és az adatlapjaikon található információk jelentését. Ezért általánosságban mutatom be a műveleti erősítőket. Ezektől az általános tulajdonságoktól mindig vannak eltérő tulajdonságú műveleti erősítők. Pont ezért fontos konkrét feladat esetén az IC pdf-jét szorgalmasan tanulmányozni.
Műveleti erősítők I. rész
-----------------
Mielőtt folytatnánk a tervezést, ki kell még térni a műveleti erősítők néhány további tulajdonságára. Építsük meg példának okáért a jobb szélen lévő egyszeres erősítésű kapcsolást és végezzünk rajta néhány kísérletet.
1.ábra
A műveleti erősítő nyugalomban van. Ekkor "megrángatjuk" a negatív tápot. Mivel a T1-T2 bázisa 0 V-n van, azok B-E diódáin keresztül T3 kollektorán is stabil a feszültség. A tápfeszültség ingadozásának hatására T3 C-E feszültsége viszont ingadozni kezd. Mivel ideális áramgenerátor nincs, T3 árama is ingadozni kezd kis mértékben. Ez az ingadozó áram pedig T2-n keresztül eljut T4 bázisára is és azt vezérli. E miatt a kimeneten nem kívánatos jel jelenik meg.
Ha a pozitív tápfeszültséget "rángatjuk" meg, akkor is hasonló történik. Ez esetben a T4 tranzisztornál lép fel a jelenség, ami egy vezérelt áramgenerátornak tekinthető.
Azt ne feledjük, hogy ez egy leegyszerűsített rajz.
A gyártók megadják azt az értéket, hogy a tápfeszültség-változás hatása mekkora bemenetre adott jellel egyenértékű.
Itt az látható, hogy a tápfeszültség 1V-os ingadozása 30...150μV bemeneti vezérlőjellel egyenértékű.
Sokszor dB-ben adják meg és PSRR néven található a táblázatokban. Gyakran külön megadják a pozitív és a negatív táphoz tartozó értéket is, mivel -a fenti egyszerű példából is kiviláglott- a két érték nem azonos. És frekvenciafüggő a jelenség. Minél nagyobb az ingadozás frekvenciája, annál nagyobb zavart okoz. Ezért grafikusan is megtalálhatjuk a pdf-ekben.
Ennek a táp tervezésekor/kiválasztásakor van jelentősége. Ha stabilizált tápegységet használunk nem kell vele foglalkozni. De ezt nem mindig tehetjük meg.
Vannak olyan opák, melyeknek a zavarelnyomása olyan nagy, hogy adott esetben inkább vállalhatjuk a stabilizátor elhagyását, csak, hogy a tápfeszültséget magasabb értéken tarthassuk. Egy ilyet láthattok az alábbi ábrán:
OPA209
Maradjunk az előző kapcsolásnál, de most a bemenetre kapcsoljunk vezérlőjelet, például a műsorforrást. Ekkor a T3 emittere van fix feszültségen, most viszont a T1-T2 B-E diódáin keresztül a vezérlőjel miatt kezd ingadozni T3 kollektor feszültsége, így az árama is, ami vezérlőáramként jelenik meg T4 bázisán. Ez a közös módusú vezérlés.
Ez viszont számunkra kiemelkedően fontos tulajdonság, mert az opa minőségéről nyújt tájékoztatást. Egészen pontosan a bemeneten lévő differenciál erősítőről, aminek a feladata a visszacsatolás által javítani a linearitást, csökkenteni a torzítást. CMRR-ként találjuk meg a táblázatokban, ebben az RR a Rejection Ratio, vagyis elnyomási arány és szintén a bemenetre vonatkozik.
Ez a táblázat a TL071 CMRR értékét adja meg dB-ben.
Képzeljük el, hogy olyan erősítőnk van, ami abszolút lineáris, csak épp a CMRR értéke gyatra, legyen 60dB. A +bemenetre kapcsolunk 1 V feszültséget, ez a kimeneten is megjelenik. A "szuperlinearitás" miatt hajszál pontosan 1V jelenik meg ott is. Ez az 1V a visszacsatoláson keresztül visszakerül az invertáló bemenetre. Vagyis ez által mindkét bemenet feszültsége megemelkedett 1V-tal. Létre jött a közösmódusú vezérlés. Ezt elnyomja a CMRR 60dB-vel, vagyis az ezred részére. Azaz keletkezik a bemeneten még további 1mV vezérlő feszültség, ami pedig a kimeneten is megjelenik. Hiába volt szuperlineáris az opa, mégis lett 1mV hiba és pont az a fokozat hozta létre, amire a hibajavítás van bízva.
Természetesen ez is frekvenciafüggő és most is lehet kiemelkedő értékű példányokat találni:
OPA209
Itt is van egy kiskapu: invertáló erősítőnél ez a jelenség elhanyagolható.
A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!
