Nazorat uchun savollar:
1.Analog va rakamli kurilmalarning passiv komponеntlari?
2.Sxеmatеxnikaning aktiv diskrеt elеmеntlari?
3.Yarim utkazgich diodlar va tranzistorlar, ularning turlari va kullanilishi?
8-Mavzu: Sxemotexnika haqida umumiy tushuncha. Analog va raqamli qurilmalarning passiv va aktiv komponentlari. Signallarni kuchaytirgichlari va analog raqamli o‘zgartiruvchilar. Integral sxemalarning asosiy xususiyatlari.
REJA:
1. Sxemotexnika haqida umumiy tushuncha.
2.Signallarni kuchaytirgichlari va analog raqamli o‘zgartiruvchilar.
3.Integral sxemalarning asosiy xususiyatlari.
4.Integratsion daraja haqida tushuncha.
Sxemotexnika - radiotexnika, aloqa, avtomatika, hisoblash texnikasi va boshqalarning elektron qurilmalarini taxlil va sintez qilish muammolarini o’z ichiga olgan ilmiytexnikaviy yo’nalish. Yuqorida sanab o’tilgan qurilmalarning aniq ishlashini ta’minlash va ularning tarkibiga kiradigan elementlarning parametrlarini hisoblash uchun qo’llanadi. "S." termini 20-a. 60y.larida ko’p funksiyali elektron qurilmalarning paydo bo’lishi bilan bog’liq ravishda paydo bo’lgan. S.ning nazariy bazasini chiziqli va nochiziqli elektr zanjirlari nazariyasi, elektrodinamika, matematik dasturlash, avtomatlar nazariyasi va boshqa tashkil qiladi. Elektr va radioelementlar (rezistorlar, kondensatorlar, diodlar, tranzistorlar va boshqalar) va integral mikrosxemalar elektron qurilmalarning elementlar bazasi sifatida xizmat qiladi.
Integral sxema (IS, integral mikrosxema) — juda ixcham (mikrominiatyur) elektron qurilma. Elementlari (diodlar, tranzistorlar, rezistorlar, kondensatorlar va b.) konstruktiv, texnologik va elektr jihatdan o’zaro uzviy bog’langan (birlashtirilgan) va o’ta zich joylashtirilgan bo’ladi. Uzluksiz yoki diskret (uzlukli) elektr va optik signallar tarzidagi axborotlarni qabul qilish, qayta ishlash uchun mo’ljallanadi. I. s. quyidagi xillarga bo’linadi: elementlarni birlashtirish (integratsiya) usuli bo’yicha — yaxlit (monolit) va gibrid (tarkibiy) (osma diskret elektron asboblarlan foydalanilgan) sxemalar; ishlov beriladigan signallarning xili bo’yicha — raqamli va analog sxemalar; IS dagi elementlar soni N (integratsiya darajasi) bo’yicha — kichik (N< 102)? o’rta (N = 102 — —103), katta {N= W— 104) va juda katta (N> 104) sxemalarga bo’linadi. I. s. elektron hisoblash mashinalari, nazorat-o’lchash apparatlari, aloqa texnikasi va b. sohalarda qo’llaniladi.
Kuchaytirgich parametrlari va xarakteristikalari
O‘zgarmas tok kuchaytirgichlari, keng polosali va tanlov kuchaytirgichlari analog mikroelektron apparatura negiz elementlari hisoblanadi.
Kuchaytirgich deb kirish signali quvvatini kuchaytirishga mo‘ljallagan qurilmaga aytiladi. Kuchaytirish manbadan energiya iste’mol qilayotgan tranzistorlar hisobiga amalga oshiriladi. Ixtiyoriy kuchaytirgichda kirish signali faqat manbadan energiyani yuklamaga uzatishni boshqaradi.
Kuchaytirgich xossalarini ifodalash maqsadida kuchlanish bo‘yicha , tok bo‘yicha yoki quvvat bo‘yicha kuchaytirish koeffisientlari qo‘llaniladi. Kuchaytirgichlar turli kuchaytirish koeffisienti qiymatlariga ega bo‘lishi mumkin, lekin doimbo‘ladi.
Kuchlanish bo‘yicha kuchaytirish koeffisienti desibellarda (dB) ga teng. Agar ko‘p bosqichli kuchaytirgichning kuchaytirish koeffisienti desibellarda ifodalansa, u holda ko‘p bosqichli kuchaytirgichning umumiy kuchaytirish bosqich kuchaytirish koeffisientlari yig‘indisiga teng bo‘ladi.
1-jadval
|
KU, dB
|
0
|
1
|
2
|
3
|
10
|
20
|
40
|
60
|
80
| |
KU
|
1
|
1,12
|
1,26
|
1,41
|
3,16
|
10
|
102
|
103
|
104
|
Kuchaytirgich o‘zining kirish va chiqish qarshiliklari bilan, kirish signali manbai – EYuK Yeg esa ichki qarshilik bilan xarakterlanadi.
Agar kuchaytirgichda bo‘lsa, kuchaytirgich kirishidagi signal manbai YeG ga yaqin kuchlanish yuzaga keltiradi. Bunday rejim potensial kirish deb, kuchaytirgichning o‘zi esa kuchlanish kuchaytirgichi deb ataladi.
Agar Quvvat kuchaytirgichida bo‘ladi, ya’ni kirish signali manbai bilan muvofiqlashgan bo‘ladi.
va kuchaytirgich yuklama qarshiligi qiymatlari nisbatlarini kuchlanish kuchaytirgichi (<<), tok kuchaytirgichi (>>) va quvvat kuchaytirgichi () ga ajratish mumkin.
Bundan tashqari, o‘zgarmas tok kuchaytirgichi parametri bo‘lib nol dreyfi hisoblanadi. Nol dreyfi bu barqarorlikni buzuvchi ta’sirlar (kuchlanish manbai qiymatining tebranishi, temperatura va boshqalar) natijasida kuchaytirgich elementlari ish rejimlarining o‘zgarishi bo‘lib, natijada kuchaytirgich chiqishida soxta signal yuzaga keladi.
Kuchaytirgich odatda signalni kuchaytirishdan tashqari uning shaklini ham o‘zgartiradi. Kirish va chiqish signallari shaklining normadan og‘ishi – buzilishlar deb ataladi. Ular ikki turda bo‘lishi mumkin: nochiziqli va chiziqli.
Barcha kuchaytirgichlar volt – amper xarakteristikalari (VAX) nochiziqli bo‘lgan tranzistorlardan tashkil topadi. Bipolyar tranzistor VAX to‘g‘ri chiziq emas, balki eksponenta shakliga ega. Shu sababli, sinusoidal shaklga ega bo‘lgan kirish signali kuchaytirilganda, chiqishdagi signal shakli qisman sinusoidal ko‘rinishga ega bo‘ladi. Chiqish signali spektrida kirish signalida mavjud bo‘lmagan boshqa chastotaga ega bo‘lgan tashkil etuvchilar (garmonikalar) paydo bo‘ladi. Bu turdagi buzilishlar nochiziqli deb ataladi.
Agar kuchaytirgich uzatish xarakteristikasi matematik funksiya ko‘rinishida ifodalangan bo‘lsa, nochiziqli buzilishlarni analitik usulda hisoblash mumkin. Uzatish xarakteristikasi (1 - rasm) deganda o‘zgarmas chastotadagi chiqish signali amplitudasi ning kirish signali amplitudasi ga bog‘liqligi tushuniladi. Nochiziqli buzilishlar koeffisienti ko‘p hollarda berilgan uzatish xarakteristikasidan grafik usulda aniqlanadi.
Quvvat kuchaytirgichida bo‘ladi, ya’ni kirish signali manbai bilan muvofiqlashgan bo‘ladi.
va kuchaytirgich yuklama qarshiligi qiymatlari nisbatlarini kuchlanish kuchaytirgichi (<<), tok kuchaytirgichi (>>) va quvvat kuchaytirgichi () ga ajratish mumkin.
Bundan tashqari, o‘zgarmas tok kuchaytirgichi parametri bo‘lib nol dreyfi hisoblanadi. Nol dreyfi bu barqarorlikni buzuvchi ta’sirlar (kuchlanish manbai qiymatining tebranishi, temperatura va boshqalar) natijasida kuchaytirgich elementlari ish rejimlarining o‘zgarishi bo‘lib, natijada kuchaytirgich chiqishida soxta signal yuzaga keladi.
Kuchaytirgich odatda signalni kuchaytirishdan tashqari uning shaklini ham o‘zgartiradi. Kirish va chiqish signallari shaklining normadan og‘ishi – buzilishlar deb ataladi. Ular ikki turda bo‘lishi mumkin: nochiziqli va chiziqli.
Barcha kuchaytirgichlar volt – amper xarakteristikalari (VAX) nochiziqli bo‘lgan tranzistorlardan tashkil topadi. Bipolyar tranzistor VAX to‘g‘ri chiziq emas, balki eksponenta shakliga ega. Shu sababli, sinusoidal shaklga ega bo‘lgan kirish signali kuchaytirilganda, chiqishdagi signal shakli qisman sinusoidal ko‘rinishga ega bo‘ladi. Chiqish signali spektrida kirish signalida mavjud bo‘lmagan boshqa chastotaga ega bo‘lgan tashkil etuvchilar (garmonikalar) paydo bo‘ladi. Bu turdagi buzilishlar nochiziqli deb ataladi.
Agar kuchaytirgich uzatish xarakteristikasi matematik funksiya ko‘rinishida ifodalangan bo‘lsa, nochiziqli buzilishlarni analitik usulda hisoblash mumkin. Uzatish xarakteristikasi (1 - rasm) deganda o‘zgarmas chastotadagi chiqish signali amplitudasi ning kirish signali amplitudasi ga bog‘liqligi tushuniladi. Nochiziqli buzilishlar koeffisienti ko‘p hollarda berilgan uzatish xarakteristikasidan grafik usulda aniqlanadi.
Chiziqli buzilishlar esa tranzistor parametrlarining chastotaga bog‘liqligidan aniqlanadi. Kuchaytirgichning chastota xususiyatlari amplituda-chastota xarakteristikasi (AChX) dan aniqlanadi. AChX deganda kuchaytirish koeffisientining chastotaga bog‘liqligi tushuniladi. Ideal AChX gorizontal chiziq hisoblanadi. Real AChX esa kamayuvchi sohalarga ega bo‘ladi. 2 – rasmda normallashtirilgan AChX keltirilgan. Bu yerda K0 – nominal kuchaytirish koeffisienti, ya’ni kuchaytirish koeffisienti o‘zgarmas bo‘lgan chastota sohalari. Odatda chastota buzilishlarining ruxsat etilgan koeffisient kattaligi 3 dB dan oshmaydi. kattaligi kuchaytirgichning o‘tkazish polosasi deyiladi.
1 – rasm. 2 – rasm.
O‘zgarmas tok kuchaytirgichlari deb tok va kuchlanishning nafaqat o‘zgaruvchan, balki o‘zgarmas tashkil etuvchilarini ham kuchaytirishga mo‘ljallangan qurilmalarga aytiladi. Bunday kuchaytirgichlarning past chastotasi nolga teng (=0), yuqori chastotasi esa juda katta ( - bir necha o‘n MGs) bo‘ladi. O‘zgarmas tok kuchaytirgichlarining turlari ko‘p (differensial, operasion kuchaytirgichlar, signal o‘zgartiruvchi kuchaytirgichlar va boshqalar).
Integral keng polosali kuchaytirgichlar berilgan past chastota dan yuqori chegaraviy chastota gacha bo‘lgan keng chastota diapazonidagi signallarni kuchaytiradilar. Keng polosali kuchaytirgichlarga qo‘yiladigan asosiy talab - kirish signalini dan gacha diapazonda berilgan kuchaytirish koeffisientida bir tekis kuchaytirish. Bu vaqtda dan gacha oraliqdagi kuchaytirish koeffisienti moduli 3 dB (=0,7) dan oshmasligi kerak. chastota qiymati bir necha yuz megagersgacha yetishi mumkin.
|
