جبران سازی فرکانس تقویت کننده های آپ امپ

یکی از مسایلی که در طراحی تقویت کننده های آپ امپ وجود دارد مسئله پایداری است که باید لحاظ شود. اگر چه طراحی یک تقویت کننده ساده بنظر می رسد ولی باید برخی مسایل از جمله پایداری و جبرانسازی را در نظر گرفت. در این بین در ادامه به این موضوع پرداخته می شود.

زمانی که سیگنال ابتدا از آپ امپ و سپس از حلقه فیدبک یک تقویت کننده عبور می کند ممکن است این سیگنال ناپایدار شود و تاخیرهایی که ایجاد می شود دلیل این موضوع است. در حقیقت اگر اثر این تاخیرها ۱۸۰ درجه پس فاز باشد، فیدبک از مثبت به منفی تغییر می کند، علاوه بر این اگر با فیدبک مثبت، گین کل از یک حدی بیشتر شد سیگنال در مد بازسازی ساخته می شود و نتیجه ناپایدار خواهد بود. برای جلوگیری از هر گونه اتفاقی، باید تغییرات مناسب برای تقویت کننده و فیدبک یا یکی از آنها را در نظر بگیریم که به این تکنیک جبرانسازی فرکانس می گویند.

جبران سازی فرکانس تقویت کننده

امروزه تقویت کننده ها از داخل جبران سازی می شوند به طور نمونه بیشتر از یک حد مجاز مثلا ۱۰ ولت این تقویت کننده ها جبران می شوند که به آنها تقویت کننده های از جبران خارج شده می گویند که از آپ امپ که جبران شده است سریع تر می باشد. اگر در فیدبک از المان های راکتیو استفاده شود ممکن است این جبران سازی به خطر بیافتد.

جبران سازی داخلی تقویت کننده ها: مثال مداری

آپ امپ های بزرگ شامل سه قسمت هستند: ۱- قسمت ورودی که گین تفاضلی را درست می کند. ۲- قسمت میانی که گین را اضافه می کند ۳-قسمت خروجی که توان را کنترل می کند. ترانزیستورها و خازن های گره ها در مسیر سیگنال هر کدام از این سه قسمت وقفه ای ایجاد می کنند که با استفاده از شبکه RC low pass مانند شکل زیر مدل می کنیم.

در حالت DC خازن ها مدار باز هستند و گین از رابطه زیر بدست می آید:

در حالت ac نیز دو فرکانس که قطب سیستم هستند به صورت زیر بدست می آیند:

بنابراین مدل Pspice مدار بالا به صورت زیر طراحی می شود که با توجه به معالات بالا گین ۱۰۰K معادل ۱۰۰dB و فرکانس ها f1=6.366KHz و f2=254.6KHz خواهند بود.

اتصال مقاومت های R3-R4 بین خروجی و ورودی، فیدبک منفی با فاکتور بتا به صورت زیر بدست می آید:

و با فرض اینکه تقوت کننده غیر معکوس کننده حلقه بسته ایده آل باشد رابطه زیر برقرار است:

مشاهده می شود که برای مقادیر بزرگتر از فرمول بالا پاسخ ac صاف است اما برای مقادیر کمتر در یک جاهایی پیک افزایش یافته است. در شکل زیر می توانید گین بر حسب دسی بل را در مقابل فرکانس مشاهده می کنید.

 

قبلی «

فارغ التحصیل دوره کارشناسی رشته برق الکترونیک دانشگاه صنعتی جندی شاپور , و دانشجوی کارشناسی ارشد الکترونیک دانشگاه شهید بهشتی، علاقه زیاد به برنامه نویسی AVR و ARM و DSP و طراحی مدار PCB از علایق می باشد و همچنین دارای 5 سال سابقه کاری مرتبط با الکترونیک دارم.

دیدگاهتان را بنویسید