• بازدید : 50 views
  • بدون نظر
این فایل در ۲۳صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

موضوع آزمايش : تقويت كننده هاي تفاضلي و بررسي پاسخ فركانسي 
در رابطه بالا ، عملكرد تقويت كننده تفاضلي به وضوح مشخص است در اين رابطه   نويز موجود در محيط هستند ، همانطور كه مشخص است چون هر دو ورودي در يك مكان قرار دارند بنابراين   است . 
از مزاياي تقويت كننده ي تقاضاي اين است كه اگر نويزي در محيط باشد به طريقه ي بالا به طور خودكار حذف مي شود . همچنين اين تقويت كننده يك تقويت كننده ي ابزار دقيق است و در مدارهاي مخابراتي و ضرب كننده ها تأثير اساسي دارد . 
در طراحي مدار تقويت كننده ي تفاضلي از مقاومت  براي افزودن بر پايه اي حرارت استفاده مي شود . اما با اضافه كردن اين مقاومت گين در حالت AC به شدت كاهش مي يابد براي كم كردن اين اثر يك خازن باي پس به مدار اضافه مي كنيم در اين مدار در فركانس هاي پائين خازن به حالت اتصال كوتاه نمي رسد بنابراين مقاومت اخير به حالت باي پس نخواهد رسيد . 
تقويت كننده ي تفاضلي در واقع تفاضل سيگنال هاي ورودي را تقويت سيگنال هاي ورودي به ترانزيستوري را مي توان به صورت زير نمايش داد :
 
قسمتي را كه در هر دو ورودي مشترك است Vic ( مدمشترك ) مي نامند . 
و قسمتي را كه ۱۸۰ اختلاف فازي دارد را Vid ( مد تفاضلي مي نامند )
gm1=gm2
آناليز DC‌( از مقاومت دروني منبع جريان  صرف نظر مي كنيم .
 
آناليز AC ( خازن ها اتصال كوتاه منابع DC=0 )
آناليز DC شامل دو بخش است.  
۱ ـ تحليل مد مشترك 
۲ ـ تحليل مد تفاضلي 
ابتدا تحليل مد مشترك را بررسي مي كنيم در حالت مد مشترك آثار  را زماني كه Vd=0 است بررسي مي كنيم . 
 
چون جريان اميتر دو ترانزيستور برابر است . بنابراين مي توان يعني از مدار را تحليل كرد و به كل مدار تعميم داد . 
                         

چون غالباً   است . باتوجه به رابطه بالا متوجه مي شويم كه سيگنال هاي مشترك به شدت تضعيف مي شوند. 
درحالت ايده آل فرض مي كنيم كه Acm ( بهره مد مشترك ) برابر صفر است . 
حال به بررسي تحليل مد تفاضلي مي پردازيم . 
با توجه به جهت جريان بس ها و تفاوت علامتي ورودي ها مي بينيم كه :
jb1=-ib2
بنابراين جريان در بين دو ترانزيستور مي چرخد و هيچ جريان سيگنالي از مقاومت  عبور نمي كند . 
بنابراين نقطه A حالت زمين مجازي دارد . 
حال نيم مدار مشترك را تحليل مي كنيم :
 
نسبت حذف مد مشترك (common mode Rejection Ratic)
 
در حالت ايده آل CMRR يك تقويت كننده تفاضلي بي نهايت است كه با توجه به رابطه بالا مي بينيم كه CMRR به ,gm بستگي دارد كه براي بزرگ كردن  مي توان از يك منبع جريان با مقاومت دروني ( خروجي ) بزرگ در استفاده كرد . 
مداري به شكل زير مي بنديم 
 
ابتدا مي خواهيم بهره تفاضلي مد مشترك را محاسبه كنيم . 
ورودي هاي مدار را برابر ۷۰mv قرار مي دهيم و در فركانس ۵Kit2 آن را به مدار اعمال مي كنيم . 
حال خروجي ها را اندازه مي گيريم . 
 
تقويت كننده تفاضلي 
بهره مُد تفاضل از رابطه ي زير بدست مي آيد . 
 
در حالت ايده آل فرض مي كنيم   است در اينجا 
 
كه تقريباً صفر است . 
براي ديدن بهره تفاضلي يكي از Voهارا invert مي كنيم سبب دكمه ADD را مي زنيم . 
حال مي خواهيم بهره تفاضلي را به دست آوريم . 
V1=6mv,V2=0
پس خروجي ها را اندازه گيري مي كنيم :
Vo1=100mv
Vo2=-100mv
بهره ور در مد تفاضلي از رابطه زير بدست مي آيد .
 
 
براي بدست آوردن فركانس قطع بالا فركانس را آنقدر زياد مي كنيم تا بهره به ۰٫۷ مقدار خود برسد . فركانسي كه در ان بهره ۰٫۷ حالت اول در اينجا :
 
فركانس قطع پائين 
 
حال مي خواهيم اثر  را در فركانس قطع بررسي كنيم ، مقاومت  را بر مي داريم و خروجي را از يك سر مي گيريم و فركانس قطع را بررسي مي كنيم . 
Vd=6mv Vo=100Mv
فركانس قطع در اين حالت :
 
مي شود  ، مشاهده مي كنيم كه مقاومت  فركانس قطع را كاهش مي دهد . 
همين حالت را از لحاظ تئوري بررسي مي كنيم . 
با داشتن  مدار معادل به شكل زير در مي آيد .
تقويت كننده اول يك كلتور مشترك است كه پهناي باند خوبي داريم و به همين علت فركانس قطع بيش از حالتي خواهد بود كه  در مدار است . 
 
آزمايش شماره ۷ :
موضوع آزمايش : تقويت كننده هاي عملياتي و كاربرد آن ها  
vo=Av(Vi=Vi)
AV : بهره حلقه از 
يك تقويت كننده ي عملياتي ، تقويت كننده اي با بهره تقويت بالا ، امپرانس ورودي زياد و اچه اسن خروجي كم است . طبقه ي ورودي اين تقويت كننده با يك تقويت كننده تفاضلي كه داراي دو ورودي و حداقل يك خروجي است ساخته مي شود. 
و طبقه ي خروجي ان از يك تقويت كننده ي پول پوش استفاده مي كنند . 
امپ لامپ ها داراي دو كاربرد حلقه باز و حلقه بسته هستند كه كاربرد حلقه بسته مي تواند به دو صورت فيزيك + يا – ميباشد ، وقتي براي اپ لمپ از فيربك استفاده مي كنيم در صورتيكه مختلف فاز بين ورودي و خروجي ۰ يا ۳۶۰ باشد فيزيك + است در غير اين صورت اگر اين مخلف ۱۸۰ درجه باشد فيربك منفي است .
مدار داخلي اين تقويت كننده را مي توان به صورت زير نشان داد . 
در حالي ايده آل  
جريان ورودي به پايه هاي آپ لمپ حدود ۱۰na است كه آن را به طور تقريبي صفر در نظر مي گيريم . 
بايد توجه داشت كه هيچ گاه ولتاژ مدار هيچ نقطه از مدار نمي تواند بيشتر از VCC يا كمتر از -Vcc ( يعني حداكثر و حداقل ولتاژ مدار ) باشد . 
با توجه به فرمول و نكته ي فوق هر گاه در حالت حلقه باز ولتاژ پايه ي مثبت اپ لپ از پايه ي منفي آن اندكي بيشتر شود خروجي Vcc خواهد بود  و اگر ولتاژ پايه ي منفي اندكي از ولتاژ پايه ي مثبت باشد خروجي -Vcc خواهد بود . 
به حالتي كه خروجي برابر Vcc مي شود اشباع مثبت و به حالتي كه vcc برابر -Vcc مي شود اشباع منفي مي گويند . 
در حالت عملي 
ولتاژ شروع مثبت : Vcc-1
ولتاژ اشباع منفي :-Vcc+2
در واقع خروجي اپ لپ در حالت حلقه باز به صورت يك موج مربعي است چون به علت نوسانات ولتاژ همواره ولتاژ پايه هاي مختلف با هم متفاوت هستند . 
 
در تقويت كننده ها از فيربك منفي استفاده مي كنيم 
هرگاه آن گاه : 
يعني در فيربك منفي همواره ولتاژ پايه هاي آپ لمپ برابرند 
بنابراين در حالت فوق ولتاژ نقطة A صفر است . 
 
به علت علامت منفي در فرمول قبل اين تقويت كننده را Inverting مي گويند . 
در صورتيكه مدار را به شكل زير ببنديم :
 
چون در اين تقويت كنده ورودي با خروجي اختلاف فاز ندارد آن را  
مي نامند . 
 شرح آزمايش :
مداري به صورت زير مي بنديم 
مي خواهيم تحقيق كنيم كه با به ازاي  بهره آپ امپ چه تغييري مي كند . 
همچنين لازم به ذكر است كه مقاومت R را در پايه ي مثبت آپ لامپ قرار داده ايم تاجريان ناچيزي كه مادر حالت تئوري صفر مي كنيم از آن عبور كند در صورت عدم وجود اين مقاومت مدار كار نمي كند. 
مقدار اين مقاومت هواره برابر  است. 
با توجه به آنچه در قسمت تئوري بيان كرديم اين مدار به صورت inverting طراحي شده است . 
همواره بايد دقت داشت كه هيچ گاه به تنهائي به آپ لمپ سيگنال اعمال نمي كنيم . بنابراين در لحظه راه اندازي مدار ابتدا منبع تغذيه روشن و پس سيگنال ورودي به آپ لمپ را اعمال مي كنيم و در موقع خاموش كرده و مدار ابتدا سيگنال را قطع مي كنيم وسپس منبع تغذيه را خاموش مي كنيم .
ميزان بهره مدار قبل را در حالت تئوري محاسبه مي كنيم :
ابتدا ميزان مقاومت R را محاسبه مي كنيم :
اهم  
در آزمايش R=1K قرار مي دهيم . 
 
سيگنالي با دامنه ۶۰mv و فركانس ۱۰۵khz به مدار اعمال مي كنيم ولتاژ خروجي مدار به صورت زير است . 
 
در اين حالت Rf را   فرض كرديم كه بهره بدست آمده به صورت تقريبي با حالت تئوري آن كه بهره -۵۰۹ بود مطابقت دارد. 
در صورتيكه ورودي همان سيگنال قبل باشد ولي مقاومت RF را ۱k قرار دهيم خروجي به صورت زير خواهد بود . 

عتیقه زیرخاکی گنج