38
MUNKAANYAG A követelménymodul megnevezése: Elektronikai áramkörök tervezése, dokumentálása Mészáros Miklós Elektronikai áramkörök alapjai II. A követelménymodul száma: 0917-06 A tartalomelem azonosító száma és célcsoportja: SzT-038-50

MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

  • Upload
    lamnga

  • View
    220

  • Download
    2

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

A koumlvetelmeacutenymodul megnevezeacutese

Elektronikai aacuteramkoumlroumlk tervezeacutese dokumentaacutelaacutesa

Meacuteszaacuteros Mikloacutes

Elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjai II

A koumlvetelmeacutenymodul szaacutema 0917-06 A tartalomelem azonosiacutetoacute szaacutema eacutes ceacutelcsoportja SzT-038-50

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

1

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

ESETFELVETEacuteS ndash MUNKAHELYZET

Uacutej munkahelyeacutenek profilja gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese meacuteretezeacutese eacutes műkoumldteteacutese A teacutenyleges munkaveacutegzeacutes előtt reacuteszt kell vennie egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon amelynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Az alaacutebbiakban segiacutetseacuteget kaphat a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez Tanulmaacutenyozza az alaacutebbi szakmai informaacutecioacutekat s oldja meg az oumlnellenőrző feladatokat

SZAKMAI INFORMAacuteCIOacuteTARTALOM

BEVEZETŐ A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez elengedhetetlen az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Az elviekben elkeacutepzelt sztatikus uumlzemmoacuted megismereacutese vezet a műszaki gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacuteseacutehez munkapont beaacutelliacutetaacutes szuumlkseacuteges Az elektronikai gyakorlatban a munkapont beaacutelliacutetaacutest aacuteltalaacuteban egy taacutepegyseacutegről biztosiacutetjaacutek kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval Az aktiacutev elemelemek parameacuteterei eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok megszabjaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Az erősiacutető frekvencia-aacutetviteleacutet csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelenti A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacuteti az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa A meacuteretezeacutes veacutegrehajtaacutesa utaacuten lehet az erősiacutető aacuteramkoumlrt oumlsszeaacutelliacutetani eacutes a gyakorlatban igen sokfeacutele ceacutelra alkalmazni

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

2

ERŐSIacuteTŐFOKOZATOK MUNKAPONT BEAacuteLLIacuteTAacuteSA Az elektronika legalapvetőbb aktiacutev elemei a bipolaacuteris eacutes a teacutervezeacuterleacutesű tranzisztorok A 3 kivezeteacutessel rendelkező eszkoumlzoumlket az erősiacutető alapkapcsolaacutesokban az egyik elektroacuteda bemenet - kimenet koumlzoumltti koumlzoumlsiacuteteacuteseacutevel neacutegypoacuteluskeacutent kezeljuumlk A tranzisztorok feleacutepiacuteteacuteseacutenek műkoumldeacuteseacutenek tulajdonsaacutegainak eacutes jelleggoumlrbeacuteinek ismereteacuteben kimondhatoacute hogy ezek az aktiacutev alapelemek aacuteramkoumlroumlkben erősiacutetőelemkeacutent eacutes kapcsoloacuteelemkeacutent egyaraacutent alkalmazhatoacutek Az aktiacutev eszkoumlzoumlk műkoumldteteacuteseacutenek vezeacuterleacuteseacutenek előfelteacutetele az egyenaacuteramuacute felteacutetelek biztosiacutetaacutesa azaz a munkapont beaacutelliacutetaacutesa

Munkapont az eszkoumlz egyenaacuteramuacute uumlzemi koumlruumllmeacutenyeit biztosiacutetoacute oumlsszetartozoacute egyenaacuteram-egyenfeszuumlltseacuteg eacuterteacutekek Grafikusan a jelleggoumlrbeacuteken oumlsszetartozoacute egyenaacuteram-egyenfeszuumlltseacuteg eacuterteacutekpaacuter aacuteltal meghataacuterozott pont

Munkapont beaacutelliacutetaacutes a műkoumldteteacutes vezeacuterleacutes alapfelteacutetelekeacutent az aktiacutev eszkoumlz bemeneti eacutes kimeneti kapcsaira megfelelő egyenfeszuumlltseacutegek biztosiacutetaacutesa

Vezeacuterleacutes az egyenfeszuumlltseacutegekkel beaacutelliacutetott munkapontuacute aktiacutev elem bemeneteacutere műkoumldtető vaacuteltakozoacute jel kapcsolaacutesa Vezeacuterleacutes hataacutesaacutera a munkapont mozgaacutest veacutegez a jelleggoumlrbeacuten

Az 1 aacutebraacuten a tranzisztorok aacutetviteli karakterisztikaacutein kuumlloumlnboumlző munkapont beaacutelliacutetaacutesok tanulmaacutenyozhatoacutek

1 aacutebra Műkoumldeacutesi tartomaacutenyok eacutes munkapontok a tranzisztorok transzfer karakterisztikaacutein

A bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztor transzfer jelleggoumlrbeacuteje egyaraacutent keacutet tartomaacutenyra bonthatoacute

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

3

Lineaacuteris tartomaacuteny (I) rarr az aktiacutev elem aacuterama egyenesen araacutenyos a vezeacuterlő feszuumlltseacuteg időbeni vaacuteltozaacutesaacuteval Az M1 munkapont koumlrnyezeteacuteben az aktiacutev elem lineaacuterisan műkoumldik Ebben a tartomaacutenyban az aktiacutev elem alakhű erősiacuteteacutesre alkalmazhatoacute

Nemlineaacuteris tartomaacuteny (II) rarr az aktiacutev elem aacuterama nem egyenesen araacutenyos a vezeacuterlő feszuumlltseacuteg időbeni vaacuteltozaacutesaacuteval Az M2 munkapont koumlrnyezeteacuteben az aktiacutev elem nemlineaacuterisan műkoumldik Az ilyen elhelyezeacutesű munkapontot leginkaacutebb kapcsoloacuteeszkoumlzoumlkneacutel hasznaacuteljaacutek ki

A 2 aacutebra bemutatja mindkeacutet munkapont beaacutelliacutetaacutesnaacutel egy bipolaacuteris tranzisztor jelaacutetviteleacutet

2 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor vezeacuterleacutese lineaacuteris eacutes nemlineaacuteris uumlzemmoacutedban

Laacutethatoacute hogy az M1 munkapont koumlruumlli szakaszon vezeacuterelt erősiacutető lineaacuterisan viszi aacutet a jelet Az M2 munkapont alkalmazaacutesaacutenaacutel a kimeneti jel eltorzul a jelaacutetvitel nemlineaacuteris

1 Sztatikus uumlzemmoacuted

Sztatikus uumlzemmoacutedban a bemeneti vezeacuterleacutes hataacutesaacutera csak az aktiacutev eszkoumlz kimeneti aacuterama vaacuteltozik a kimeneti feszuumlltseacutege aacutellandoacute marad Ilyenkor az aktiacutev elem kimeneti koumlreacuteben roumlvidzaacuter van Neacutegy feacutele munkapont beaacutelliacutetaacutes lehetseacuteges attoacutel fuumlggően hogy a munkapontot az aktiacutev elem aacutetviteli karakterisztikaacutejaacutenak melyik reacuteszeacutere aacutelliacutetjuk be

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

4

A osztaacutelyuacute beaacutelliacutetaacutes (MA) munkapont elhelyezeacutes a lineaacuteris szakaszon s vezeacuterleacuteskor a munkapont veacutegig a lineaacuteris szakaszon mozog Az aktiacutev elem a vezeacuterlő jel mindkeacutet feacutelperioacutedusaacuteban lineaacuterisan műkoumldik

B osztaacutelyuacute beaacutelliacutetaacutes (MB) munkapont elhelyezeacutes a lezaacuteraacutesi pontban s vezeacuterleacuteskor a munkapont a jelleggoumlrbe mindkeacutet tartomaacutenyaacuteba aacutetkeruumll Ilyenkor az aktiacutev elem csak a vezeacuterlő jel egyik feacutelperioacutedusaacuteban műkoumldik erősiacutető elemkeacutent

AB osztaacutelyuacute beaacutelliacutetaacutes (MAB) munkapont elhelyezeacutes az MA eacutes MB koumlzoumltti tartomaacutenyban Vezeacuterleacuteskor feacutel perioacutedusidőneacutel hosszabb ideig folyik aacuteram az aktiacutev elemen

C osztaacutelyuacute beaacutelliacutetaacutes (MC) munkapont elhelyezeacutes a karakterisztika zaacuteraacutesi tartomaacutenyaacuteban Vezeacuterleacuteskor feacutel perioacutedusidőneacutel roumlvidebb ideig folyik aacuteram az aktiacutev elemen

A 3 aacutebraacuten sztatikus uumlzemmoacutedban laacutethatoacute egy bipolaacuteris tranzisztor vezeacuterleacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetott aacuteramkoumlri megoldaacutes valamint a jellegzetes munkapont elhelyezeacutesek

FONTOS A reacutegebbi szabvaacutenyok a tranzisztoroknaacutel a koumlrbe foglalt jeloumlleacutest alkalmaztaacutek de az MSZ EN 60617-x szabvaacutenynak a koumlr neacutelkuumlli jeloumlleacutesek felelnek meg A bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorokat tartalmazoacute aacuteramkoumlroumlk kezeleacuteseacuteneacutel ez a tananyagelem az aktiacutev aacuteramkoumlri elem koumlrbefoglalaacutesaacutet alkalmazza

3 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor vezeacuterleacutese sztatikus uumlzemmoacutedban

A fenti aacuteramkoumlrben a munkapont beaacutelliacutetaacutesaacutehoz meghataacuterozott egyenfeszuumlltseacutegeket (UBEo UCE) kell alkalmazni az aktiacutev elem bemeneti eacutes kimeneti koumlreacuteben Az egyenfeszuumlltseacutegek szabjaacutek meg hogy a tranzisztor milyen munkapontba keruumll Az Uvezeacuterlő jelet az UBEo munkaponti egyenfeszuumlltseacutegre kell raacuteuumlltetni (szuperponaacutelni) Az oumlsszetett bemeneti jel

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

5

UBE = UBEo+Uvezeacuterlő

A legjobb kivezeacuterelhetőseacuteg uacutegy eacuterhető el ha A osztaacutelyuacute munkapont beaacutelliacutetaacutest alkalmazunk s az MA munkapontot a jelleggoumlrbe lineaacuteris tartomaacutenyaacutenak koumlzepeacutere vaacutelasztjuk Ekkor is hataacutert szab a maximaacutelisan megengedett kollektor aacuteram (ICmax)

2 Dinamikus uumlzemmoacuted

Dinamikus uumlzemmoacutedban a bemeneti vezeacuterleacutes hataacutesaacutera az aktiacutev eszkoumlz kimeneti feszuumlltseacutege koumlveti a bemeneti jel vaacuteltozaacutesaacutet Ilyenkor az aktiacutev elem kimeneti koumlreacuteben egy munkaellenaacutellaacutes talaacutelhatoacute

A 4 aacutebraacuten egy bipolaacuteris tranzisztor dinamikus vezeacuterleacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetott aacuteramkoumlr elvi kapcsolaacutesa eacutes a kimeneti karakterisztika munkaegyenese tanulmaacutenyozhatoacute

4 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor vezeacuterleacutese dinamikus uumlzemmoacutedban

Munkaegyenes az aktiacutev elem kimeneti karakterisztikaacutejaacuten a kimeneti koumlrben meacuterhető feszuumlltseacuteg eacutes a kimeneti aacuteram koumlzoumltti lineaacuteris kapcsolat grafikus megjeleniacuteteacuteseacutet szimbolizaacuteloacute egyenes Bipolaacuteris tranzisztornaacutel a kiinduloacute egyenlet

UT = IC RC + UCE

A munkaegyenes meredekseacutegeacutet kizaacuteroacutelag a kimeneti koumlrben elhelyezett ellenaacutellaacutes vagy ellenaacutellaacutesok eacuterteacuteke befolyaacutesolja

A munkaegyenesen bejeloumllt 1-es eacutes 2-es pontok koumlzoumltt talaacutelhatoacute a tranzisztor normaacutel műkoumldeacutesi tartomaacutenya

Munkaellenaacutellaacutes dinamikus uumlzemmoacutedban az aktiacutev elem kimeneti koumlreacuteben elhelyezett ellenaacutellaacutes vagy ellenaacutellaacutesok melynek hataacutesaacutera vezeacuterleacuteskor a kimeneti feszuumlltseacuteg vaacuteltozik

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

6

Munkapontbeaacutelliacutetaacutes a műszaki gyakorlatban az erősiacutetőfokozatok uumlzemi műkoumldeacuteseacutenek felteacutetelekeacutent az aktiacutev elem bemeneti eacutes kimeneti kapcsaira előiacutert eacuterteacutekű egyenfeszuumlltseacutegek beaacutelliacutetaacutesa

Optimaacutelis munkapontbeaacutelliacutetaacutes egyetlen taacutepegyseacuteggel eacutes kuumlloumlnboumlző helyekre kapcsolt ellenaacutellaacutesokkal egyenfeszuumlltseacutegek biztosiacutetaacutesa Termeacuteszetesen az ellenaacutellaacutesok az erősiacutetők jellemzőit is befolyaacutesoljaacutek

Az 5 eacutes 6 aacutebraacuten egy NPN tiacutepusuacute bipolaacuteris tranzisztor eacutes egy N csatornaacutes jFET tranzisztornaacutel alkalmazott munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesokat laacutethatunk

5 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor munkapontjaacutenak beaacutelliacutetaacutesa

A bipolaacuteris tranzisztoros kapcsolaacutesi rajzokon a munkaponti adatok a koumlvetkezők UBEo UCEo IBo ICo IEo A munkaponti adatok koumlzuumll az UBEo eacuterteacuteke germaacutenium alapanyag eseteacuten 02-03V sziliacutecium tranzisztoroknaacutel 06-07 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

7

6 aacutebra Teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor munkapontjaacutenak beaacutelliacutetaacutesa

A teacutervezeacuterleacutesű tranzisztoros kapcsolaacutesi rajzokon a munkaponti adatok a koumlvetkezők UGSo UDSo IDo

A P csatornaacutes bipolaacuteris tranzisztornaacutel eacutes a MOSFET tiacutepusuacute tranzisztoroknaacutel a munkapontbeaacutelliacutetaacutes hasonloacute elveken alapszik

A munkapont-beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meacuteretezeacutese a munkaponti adatok ismereteacuteben az Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyek segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik Neacutezzuumlnk neacutehaacuteny egyszerű meacuteretezeacutesi mintapeacuteldaacutet

1 mintapeacutelda

Meacuteretezzuumlk az 5 aacutebraacuten laacutethatoacute baacutezis-ellenaacutellaacutesos koumlzoumls emitteres erősiacutető munkapont-beaacutelliacutetoacute elemeit (RC RE RB)

Munkaponti adatok

UT = 15 V UBE0 = 06 V IC0 = 6 mA IB0 = 50 μA UCE0 = 52 V URE = 2 V

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

8

A kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval feliacuterjuk a meghataacuterozandoacute ellenaacutellaacutesokon eső egyenfeszuumlltseacuteget eacutes elosztjuk az ellenaacutellaacutesokon aacutetfolyoacute egyenaacuterammal

k 136

22515

0

mA

VVV

I

UUUR

C

RECEOTC

k 250 50

V 2V 06V 15

0

0

AI

UUUR

B

REBETB

330 506

V 2

00

AmAII

RUR

BC

EE

(Amennyiben a kiszaacutemiacutetott ellenaacutellaacutes eacuterteacutekekhez a műszaki gyakorlatban nem tartoznak ellenaacutellaacutesok akkor az elmeacuteleti eredmeacutenyekhez legkoumlzelebb eső szabvaacutenyos eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesokat kell vaacutelasztani)

2 mintafeladat

Meacuteretezzuumlk a 6 aacutebraacuten laacutethatoacute source-ellenaacutellaacutesos source kapcsolaacutesuacute jFET-es erősiacutető munkapont-beaacutelliacutetoacute elemeit (RS RD)

Munkaponti adatok

UT = 15 V ID0 = 1 mA UGS0 = -25 V UDS0 = 65 V A kapcsolaacutesban feltuumlntetett R1 ellenaacutellaacutes a munkapont beaacutelliacutetaacutesban nem jaacutetszik szerepet

Megoldaacutes

A kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel itt is az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesa toumlrteacutenik

k 52mA 1

V 25

0

0 D

GSS I

UR

Magyaraacutezat vezeacuterleacutes neacutelkuumll az R1 ellenaacutellaacuteson nem folyik aacuteram iacutegy nem esik rajta feszuumlltseacuteg ezeacutert az RS ellenaacutellaacuteson a hurok toumlrveacuteny szerint 25 V feszuumlltseacutegnek kell esnie

kmA

V

I

UR

D

RD

D 61

6

0

Magyaraacutezat a kimeneti oldalra feliacutert huroktoumlrveacuteny segiacutetseacutegeacutevel kifejezhető az RD ellenaacutellaacutesra jutoacute egyenfeszuumlltseacuteg

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

9

VVVVUUUU

UUUU

SD

SD

RDSTR

DSRRT

65256150

0

ERŐSIacuteTŐK AKTIacuteV ALAPELEMEINEK HELYETTESIacuteTŐ KEacutePEI Az erősiacutetők aktiacutev diszkreacutet elemeinek tekintjuumlk a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorokat Mindkeacutet aktiacutev elem 3 kivezeteacutessel rendelkezik de erősiacutető alapkapcsolaacutesokban az egyik elektroacutedaacutet a bemenet-kimenet szempontjaacuteboacutel koumlzoumlsnek tekintjuumlk s iacutegy a tranzisztorok aktiacutev lineaacuteris neacutegypoacuteluskeacutent kezelhetők Az ilyen tiacutepusuacute neacutegypoacutelusokhoz az elektronikai meacuteretezeacutes helyettesiacutető keacutepeket rendel

Helyettesiacutető keacutep az elektronikai eszkoumlz jellemzeacuteseacutet segiacutető elektronikai szaacutemiacutetaacutesok szempontjaacuteboacutel egyeneacuterteacutekű hagyomaacutenyos alapelemekből feleacutepiacutetett aacuteramkoumlr Az ilyen kapcsolaacutes elektronikai szempontboacutel ugyanuacutegy viselkedik mint az eredeti elektronikai eszkoumlz Az erősiacutetőelemek helyettesiacutető keacutepe feszuumlltseacuteg- eacutesvagy aacuteramgeneraacutetorokboacutel valamint passziacutev elemekből feleacutepiacutetett lineaacuteris neacutegypoacutelus A helyettesiacutető keacutepek alkalmazaacutesa szemleacuteletesseacute eacutes aacutetlaacutethatoacutebbaacute teszi az erősiacutetők műkoumldeacuteseacutet meacuteretezeacuteseacutet

Az aktiacutev elemek neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeineacutel a hibrid (h) az inverz hibrid (d) vagy az admittancia (y) parameacutetereket alkalmazzaacutek

Hibrid (vegyes h) parameacuteterű egyenletrendszer

2221212

2121111

uhihi

uhihu

Inverz hibrid (fordiacutetott vegyes d) parameacuteterű egyenletrendszer

i d u d i

u d u d i1 11 1 12 2

2 21 1 22 2

Admittancia (vezetőkeacutepesseacuteg y) parameacuteteres egyenletrendszer

i y u y u

i y u y u1 11 1 12 2

2 21 1 22 2

1 Bipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepe

Kisfrekvenciaacutes műkoumldteteacutesneacutel a bipolaacuteris tranzisztorokhoz leggyakrabban a hibrid (h) parameacutetereket hasznaacuteljaacutek

Nagyfrekvenciaacuten az admittancia (y) parameacutetereket alkalmazzaacutek

A 7 eacutes 8 aacutebraacuten az NPN tiacutepusuacute bipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei laacutethatoacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

10

7 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor kisfrekvenciaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

8 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor nagyfrekvenciaacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A bipolaacuteris tranzisztoroknaacutel megfigyelhető hogy 1 db aacuteramgeneraacutetorral eacutes 2 db ellenaacutellaacutessal megalkothatoacute a helyettesiacutető keacutep Termeacuteszetesen a PNP tranzisztorokhoz illetve azok koumlzoumls kollektoruacute eacutes koumlzoumls baacutezisuacute alkalmazaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

1 Unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei

A teacutervezeacuterleacutesű tranzisztorokhoz meacutereacutestechnikai szempontok szerint az admittancia (y) vagy az inverz hibrid (d) parameacutetereket alkalmazzaacutek

A 9 eacutes 10 aacutebraacuten N csatornaacutes source kapcsolaacutesuacute jFET tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei tanulmaacutenyozhatoacutek

9 aacutebra jFET tranzisztor admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

11

10 aacutebra jFET tranzisztor inverz hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Az unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepein megfigyelhető hogy a bemeneti aacuteramuk elhanyagolhatoacute iacutegy bemenetuumlk szakadaacutesnak tekinthető A helyettesiacutető keacutep 1db feszuumlltseacuteg- vagy aacuteramgeneraacutetorboacutel 1 db ellenaacutellaacutesboacutel eacutes egy db szakadaacutes jelkeacutepből oumlsszerakhatoacute

Termeacuteszetesen a P csatornaacutes jFET-ekhez vagy a MOSFET-ekhez illetve azok drain eacutes gate kapcsolaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

Az eddigiekben koumlrbejaacutertuk a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorok neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeit Az elsajaacutetiacutetott ismeretek birtokaacuteban elkeacutesziacutethető baacutermely erősiacutető alapkapcsolaacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute helyettesiacutető keacutepe Gyakorlati peacuteldakeacutent a 11 aacutebraacuten vizsgaacuteljuk meg egy koumlzoumls emitteres baacutezisosztoacutes alapkapcsolaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

11 aacutebra Koumlzoumls emitteres alapkapcsolaacutes eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A 11 aacutebra NPN tranzisztoros emitter kapcsolaacutesuacute erősiacutetőjeacutet feszuumlltseacuteggeneraacutetor (ug Rg) vezeacuterli s a kimeneteacutet terhelő ellenaacutellaacutes (Rt) zaacuterja Az aacutebraacuten elkuumlloumlniacutetve felismerhető a tranzisztor hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe A baacutezisosztoacute (R1 R2) eacutes a munkaellenaacutellaacutes (Rc) elhelyezkedeacuteseacutet a helyettesiacutető keacutepen magyaraacutezza hogy az UT feszuumlltseacutegű taacutepegyseacuteg vaacuteltakozoacute aacuteram szempontjaacuteboacutel roumlvidzaacuternak tekinthető A kondenzaacutetorok (Cbe Cki CE) vaacuteltakozoacute aacuteramon a helyettesiacutető keacutepen szinteacuten roumlvidzaacuterkeacutent szerepelnek Az emitter kondenzaacutetor a helyettesiacuteteacutesneacutel az emitter ellenaacutellaacutet is roumlvidre zaacuterja

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

12

Termeacuteszetesen hasonloacutean helyettesiacutethető a toumlbbi bipolaacuteris tranzisztoros alapkapcsolaacutes s ugyanilyen moacutedszerrel megalkothatoacutek a teacutervezeacuterleacutesű tranzisztoros alapkapcsolaacutesok helyettesiacutető keacutepei

Az erősiacutetők vaacuteltakozoacute aacuteramuacute jellemzőit a kapcsolaacutesi rajzuk eacutes helyettesiacutető keacutepeik segiacutetseacutegeacutevel lehet legszemleacuteletesebben eacutertelmezni

ERŐSIacuteTŐK JELLEMZŐI Erősiacutető elektronikus aacuteramkoumlr aktiacutev neacutegypoacutelus amely a bemeneteacutere vezetett elektromos jelből a kimeneteacuten megegyező hullaacutemformaacutejuacute de tetszőlegesen nagyobb eacuterteacutekű elektromos jelet szolgaacuteltat A kapcsolaacuteshoz alkalmazott taacutepegyseacuteg energiaacuteja fedezi a nagyobb eacuterteacutekű jel teljesiacutetmeacutenynoumlvekedeacuteseacutet

Erősiacuteteacutes vezeacuterelt teljesiacutetmeacuteny-aacutetalakiacutetaacutes

A 12 aacutebraacuten egy erősiacutető aacuteltalaacutenos toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese laacutethatoacute Az erősiacutető bemeneteacuten egy ug feszuumlltseacutegű Rg belső ellenaacutellaacutesuacute generaacutetor biztosiacutetja az ube bemeneti feszuumlltseacuteget eacutes ibe bemeneti aacuteramot A kimeneten Rt terhelő ellenaacutellaacuteson joumln leacutetre az uki kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes az iki kimeneti aacuteram

12 aacutebra Erősiacutető toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese

A toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutesen feltuumlntetett haacuteromszoumlg jelkeacutepezi az erősiacuteteacutes iraacutenyaacutet Az erősiacuteteacutesek megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz aktiacutev elem(ek) (bipolaacuteris eacutesvagy unipolaacuteris tranzisztorok) szuumlkseacutegesek Az erősiacutető kapcsolaacutesokban a munkapont beaacutelliacutetaacutesaacutera ellenaacutellaacutesok kellenek melyek befolyaacutesoljaacutek az erősiacutető jellemzőit is A gyakorlati aacuteramkoumlroumlkben a megfelelő műkoumldeacutest kondenzaacutetorok is biztosiacutetjaacutek

Az erősiacutetőket kuumlloumlnboumlző szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk A kuumlloumlnboumlző erősiacutetőfajtaacutekat s azok roumlvid ismertetőjeacutet - a teljesseacuteg igeacutenye neacutelkuumll - a 13 aacutebra tartalmazza

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

13

13 aacutebra Az erősiacutetők csoportosiacutetaacutesa

Az erősiacutetők legfontosabb jellemzői az alaacutebbi csoportokba sorolhatoacutek

- Erősiacuteteacutesek - Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes - Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

1 Erősiacuteteacutesek

Az erősiacutető kapcsolaacutesoknaacutel eacutertelmezett erősiacuteteacutesek feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes aacuteramerősiacuteteacutes teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes Az erősiacuteteacutesek kifejezhetők viszonyszaacutemban eacutes logaritmikusan decibel-ben is Az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacuteseket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesokhoz alkalmazzaacutek

Feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti feszuumlltseacuteg csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskiu U

U

U

UA

dBAa uu lg 20

Aacuteramerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti aacuteram csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

14

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskii I

I

I

IA

dBAa ii lg 20

Teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti teljesiacutetmeacuteny csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

iueffbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskip AA

P

P

P

PA

dBAa pp lg 10

Szinuszos vezeacuterleacutes eseteacuten a csuacutecseacuterteacutek eacutes az effektiacutev eacuterteacutek koumlzoumltti kapcsolat

2

csuacutecseacuterteacutekeacuterteacutekeffektiacutev

Fontos az erősiacuteteacutesek a valoacutesaacutegban preciacutezen csak komplex szaacutemokkal eacutertelmezhetők mert bemeneti eacutes kimeneti jelei ritkaacuten azonos faacutezisuacuteak A fenti oumlsszefuumlggeacutesek a faacutezisszoumlget nem veszik figyelembe

2 Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes

Az erősiacutetők bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesait az Ohm toumlrveacuteny alkalmazaacutesaacuteval iacuterhatjuk fel Az oumlsszefuumlggeacutesekben a csuacutecseacuterteacutekekkel vagy az effektiacutev eacuterteacutekekkel szaacutemolunk Az alaacutebbi keacutepleteket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesnaacutel alkalmazzaacutek

Bemeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető bemeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ube) eacutes bemeneti aacuteramaacutenak (Ibe) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effbe

effbe

csuacutecsbe

csuacutecsbebe I

U

I

Ur

Kimeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető terheleacutes neacutelkuumlli uumlresjaacuterati kimeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ukiuuml) eacutes kimeneti roumlvidzaacuteraacutesi aacuteramaacutenak (Ikir) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effrki

effuumlki

csuacutecsrki

csuacutecsuumlkiki I

U

I

Ur

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

15

14 aacutebra Az erősiacutető feleacutepiacuteteacutese a bemenet eacutes a kimenet szempontjaacuteboacutel

A 14 aacutebraacuten megfigyelhető hogy az erősiacutető bemeneti reacuteszeacutet a bemeneti ellenaacutellaacutes keacutepviseli amely terheli a vezeacuterlő generaacutetort Az erősiacutető kimeneti oldala generaacutetorkeacutent foghatoacute fel amelyet a terhelő ellenaacutellaacutes terhel

Elmeacuteleti meacuteretezeacutesekneacutel a pontos oumlsszefuumlggeacuteseket az erősiacutető teljes helyettesiacutető keacutepe alapjaacuten lehet feliacuterni

3 Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

Az erősiacutetők gyakorlati alkalmazaacutesa egyeacuteb jellemzők ismereteacutet is megkoumlveteli Ezek koumlzuumll a legfontosabbak a koumlvetkezők frekvenciamenet hataacuterfrekvenciaacutek saacutevszeacutelesseacuteg zajteacutenyező torziacutetaacutesi teacutenyezők

Frekvenciamenet az erősiacutető frekvencia-aacutetviteleacutere jellemző diagram amely a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes frekvenciafuumlggeacuteseacutet szemleacutelteti

Hataacuterfrekvenciaacutek (fa ff) azon keacutet frekvencia amelyekneacutel az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacutese a koumlzepes frekvenciaacuten (fk) meacutert erősiacuteteacutes 707 -a illetve az erősiacuteteacutes 3 dB-lel kisebb mint a koumlzepes frekvenciaacuten meacutert erősiacuteteacutes dB-ben A keacutet hataacuterfrekvencia fa alsoacute- ff felső hataacuterfrekvencia A műszaki gyakorlatban az erősiacutetők alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet leginkaacutebb a laacutethatoacute csatoloacute kondenzaacutetorok kapacitaacutesai (Cbe Cki) okozzaacutek A 3 dB-es erősiacuteteacutescsoumlkkeneacutesből matematikailag az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek vezethetők le

gbeC RrXbe

gbea

be RrfC

2

1

tkiC RrXki

tkiaki Rrf

C

2

1

A felső hataacuterfrekvenciaacutet doumlntően a laacutethatatlan szoacutert- szereleacutesi- eacutes reacutetegkapacitaacutesok okozzaacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

16

Saacutevszeacutelesseacuteg (B) az alsoacute- eacutes a felső hataacuterfrekvenciaacutek koumlzoumltti frekvenciatartomaacuteny

af ffB

A 15 aacutebra szemleacutelteti egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciameneteacutet saacutevszeacutelesseacutegeacutet alsoacute- eacutes felső hataacuterfrekvenciaacutejaacutet

15 aacutebra Egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciamenete

A 15 aacutebraacuten megfigyelhető egy gyakorlati szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciafuumlggeacutese hataacuterfrekvenciaacutei koumlzepes frekvenciaacuteja eacutes saacutevszeacutelesseacutege

A műszaki gyakorlatban alkalmazott erősiacutetőkkel szemben elvaacuteraacutes hogy a műkoumldeacutesi tartomaacutenyban a bemeneti eacutes kimeneti jel alakja ne teacuterjen el egymaacutestoacutel A valoacutesaacutegban felleacutepő zajok zavarok torziacutetaacutesokat okoznak a felerősiacutetett jel alakjaacuteban

A tovaacutebbiakban megvizsgaacuteljuk a zajok eacutes torziacutetaacutesok erősiacutetőkre gyakorolt hataacutesait a zajok eacutes torziacutetaacutesok legfontosabb jellemzőit

Jel a hasznos informaacutecioacutet tartalmazoacute feszuumlltseacuteg vagy aacuteram meghataacuterozott időfuumlggveacuteny szerinti vaacuteltozaacutesa

Zaj zavaroacute jelek oumlsszesseacutege melynek időfuumlggveacutenye szabaacutelytalan s hasznos informaacutecioacutet nem tartalmaz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

17

Az erősiacutetőkben keletkező zajokat doumlntő meacuterteacutekben a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen mozgaacutesa okozza Az ilyen zajok felleacutepnek az erősiacutető ohmos jellegű ellenaacutellaacutesaiban eacutes aktiacutev eszkoumlzeiben egyaraacutent Fajtaacutei

Termikus zaj a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen hőmozgaacutesa miatt felleacutepő zaj Eacuterteacutekeacutet aacutetlagos zajteljesiacutetmeacutenykeacutent zajfeszuumlltseacutegkeacutent vagy zajaacuteramkeacutent adjaacutek meg

Soumlreacutetzaj feacutelvezetőkben a toumllteacuteshordozoacutek PN aacutetmeneten toumlrteacutenő aacutethaladaacutesaacutenaacutel keletkezik Kisfrekvenciaacuten főleg a Zener dioacutedaacuteknaacutel jelentős

Villoacutedzaacutesi zaj (flicker-zaj) aktiacutev eacutes passziacutev aacuteramkoumlri elemeken a gyaacutertaacutestechnoloacutegia koumlvetkezteacuteben felleacutepő zaj Kisfrekvenciaacuten leginkaacutebb a MOSFET-ekneacutel veszeacutelyes

Jelzaj viszony a jelteljesiacutetmeacuteny eacutes a zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve Az erősiacutető zajossaacutegaacutenak egyik szaacutemszerű jellemzője (Angol roumlvidiacuteteacutessel SNR vagy SN rarr Signal to Noise Ratio)

dBlg10

dB

zaj

jel

zaj

jel

P

P

P

P

A keacutepletben Pjel rarr jelteljesiacutetmeacuteny Pzaj rarr zajteljesiacutetmeacuteny

Zajteacutenyező az erősiacutető bemeneteacutere eacutes kimeneteacutere vonatkoztatott jelzaj viszonyok haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dB1

lg10lg10e

dB

bzaj

kizaj

p

kizaj

kijel

bezaj

bejel

P

P

A

P

P

P

P

F

A keacutepletben AP rarr az erősiacutető teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutese

Zajszint a hangossaacuteg eacuterzeacutekeleacuteseacutehez tartozoacute jellemző amely a meacutert zajteljesiacutetmeacuteny eacutes a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dBlg100

dB

zaj

zaj

P

Pd

A keacutepletben viszonyiacutetaacutesi alapkeacutent a Pzaj0 rarr a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz (1 kHz-neacutel 10-12 Wm2) tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny szerepel

Eacuterdekesseacuteg a zajszint emberi szervezetre gyakorolt hataacutesa a hangossaacuteg fuumlggveacutenyeacuteben a koumlvetkező

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

18

- 30 dB zajszint rarr pszicheacutes - 65 dB zajszint rarr vegetatiacutev - 90 dB zajszint rarr halloacuteszervi - 120 dB zajszint rarr faacutejdalomkuumlszoumlb - 120 -130 dB zajszint rarr maradandoacute hallaacuteskaacuterosodaacutes - 160 dB zajszint rarr dobhaacutertyarepedeacutes - 175 dB zajszint rarr halaacutelos koumlvetkezmeacutenyű

Torziacutetaacutes erősiacutetőkben felleacutepő jelenseacuteg melynek hataacutesaacutera a vezeacuterlő analoacuteg jel időfuumlggveacutenyeacutenek tulajdonsaacutegai a kimenetre eacuterve nem kiacutevaacutent moacutedon megvaacuteltoznak Maacuteskeacutent fogalmazva a jel spektrumaacuteban talaacutelhatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute oumlsszetevők erősiacuteteacuteskor moacutedosulnak A torzulaacutesok meacuterteacutekeacutet a vezeacuterlő analoacuteg jel frekvenciaacuteja eacutes amplituacutedoacuteja befolyaacutesolja

Lineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti (frekvenciatorziacutetaacutes) illetve moacutedosiacutetja a jel komponenseinek egymaacuteshoz viszonyiacutetott faacutezishelyzeteacutet (faacutezistorziacutetaacutes) A lineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető frekvenciafuumlggő lineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (L C) okozzaacutek

Nemlineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző amplituacutedoacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti Az erősiacutető kimeneteacuten nem kiacutevaacutenatos jeloumlsszetevők jelennek meg Harmonikus torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacutejaacutenak (alapharmonikus) egeacutesz szaacutemuacute toumlbbszoumlroumlsei (felharmonikusok) Modulaacutecioacutes torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacuteinak oumlsszegei eacutes kuumlloumlnbseacutegei A nemlineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető nemlineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (feacutelvezető eszkoumlzoumlk) okozzaacutek

Harmonikus torziacutetaacutesi teacutenyező az oumlsszegzett felharmonikusok effektiacutev eacuterteacutekeacutenek eacutes a teljes jel effektiacutev eacuterteacutekeacutenek az araacutenya -ban kifejezve

223

22

21

223

22

n

nh

UUUU

UUUk

U1rarr az alapharmonikus jel feszuumlltseacutegeacutenek effektiacutev eacuterteacuteke

U2 U3hellipUn rarr a felharmonikus jelek feszuumlltseacutegeinek effektiacutev eacuterteacuteke

4 Erősiacutetők meacuteretezeacutese

Az erősiacutető fokozatok meacuteretezeacutese a műszaki gyakorlatban leegyszerűsiacutetve 3 fő leacutepeacutesből aacutell A meacuteretezeacutes leacutepeacutesei

1 leacutepeacutes az aacuteramkoumlr feleacutepiacuteteacuteseacutenek megtervezeacutese az aacuteramkoumlr megrajzolaacutesa

2 leacutepeacutes munkapont beaacutelliacutetaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

19

3 leacutepeacutes vaacuteltakozoacute aacuteramuacute erősiacutető parameacuteterek meghataacuterozaacutesa

Az eddig taacutergyaltak alapjaacuten tegyuumlnk kiacuteseacuterletet egy kivaacutelasztott erősiacutető alapkapcsolaacutes meacuteretezeacuteseacutere

MEacuteRETEZEacuteSI FELADAT

Veacutegezzuumlk el a 16 aacutebraacuten laacutethatoacute source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető meacuteretezeacuteseacutet

Munkaponti adatok UGS0 = -2 V UDS0 = 8 V ID0 = 14 mA jFET parameacuteterek y21 = 10 mS y22 = 25 microS Egyeacuteb adatok UT = 24 V RG = 200 kΩ Rt = 15 kΩ ug = 25 mV Rg = 25 kΩ Feladatok a) Hataacuterozzuk meg RS eacutes RD eacuterteacutekeacutet b) Hataacuterozzuk meg a fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet c) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet d) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutegeacutet e) Hataacuterozzuk meg Cki eacuterteacutekeacutet uacutegy hogy a kapcsolaacutes alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa =15 Hz legyen (A toumlbbi kapacitaacutes nem szoacutel bele az aacutetvitelbe)

16 aacutebra Source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

20

a) Az aacuteramkoumlroumln bejeloumllt egyenfeszuumlltseacutegek eacutes egyenaacuteramok figyelembeveacuteteleacutevel az oumlsszefuumlggeacutesek feliacuteraacutesaacutehoz az elektrotechnika Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyeit alkalmazzuk (A kapcsolaacutes bemeneteacuten az IG gate aacuteram elhanyagolhatoacute)

SRGS UU 0

kI

UR

D

GSS 431

mA 41

V 2

0

0

kV

I

UUUR

D

RDSTD

S 10mA 41

2V 8V 24

0

0

b) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet a kapcsolaacutes y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacuteből lehet legegyszerűbben meghataacuterozni A helyettesiacutető keacutep a 17 aacutebraacuten laacutethatoacute

17 aacutebra A source kapcsolaacutesuacute erősiacutető y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Ha a bemenet felől illetve a kimenet felől betekintuumlnk a helyettesiacutető neacutegypoacutelusba koumlnnyedeacuten feliacuterhatjuk a bemeneti eacutes a kimeneti ellenaacutellaacutes oumlsszefuumlggeacuteseacutet majd behelyettesiacuteteacutes utaacuten meghataacuterozhatjuk az eacuterteacutekeket

kRr Gbe 200

kS

ky

Rr Dki 825

110

1

22

c) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes meghataacuterozaacutesaacutehoz egy roumlvid levezeteacutes utaacuten eljuthatunk

be

kiut u

uA

tD

sbeski RR

yuyu

2221

1

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

21

152)158(10)(21 kkmSRRyA tkiut

A veacutegeredmeacutenyből laacutethatoacute hogy az erősiacutető faacutezist fordiacutet

d) A kimeneti feszuumlltseacuteg meghataacuterozaacutesaacutehoz előszoumlr fel kell iacuterni a vezeacuterlő generaacutetorboacutel az erősiacutető bemeneteacutere jutoacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteget majd a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes segiacutetseacutegeacutevel kimeneti feszuumlltseacuteggeacute alakiacutetva hataacuterozhatjuk meg a pontos eacuterteacuteket

mVRR

Ruu

gG

Ggbe 2222

k 25k 002

k 002mV 25

VmVuAu beutkit 1612222152

e) A megadott parameacuteterek szerint az erősiacutető alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet csak a Cki kimeneti kapacitaacutes okozza Az erősiacutető helyettesiacutető keacutepeacutenek kimeneti koumlreacuteben (ld 18 aacutebra) a hataacuterfrekvencia definiacutecioacutejaacuteboacutel adoacutedoacute egyenlőseacutegből a hataacuterfrekvencia kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz juthatunk

18 aacutebra Az erősiacutető kimeneti koumlreacutenek kisfrekvenciaacutes helyettesiacutető keacutepe

A feszuumlltseacutegosztaacutes toumlrveacutenyeacutet alkalmazva levezeteacutessel bizonyiacutethatoacute hogy a hataacuterfrekvenciaacuten bekoumlvetkező 3 dB-es erősiacuteteacutes szintcsoumlkkeneacutesneacutel a csatoloacute kondenzaacutetor reaktanciaacuteja eacuterteacutekre megegyezik a koumlruumlloumltte elhelyezkedő ellenaacutellaacutesok eredőjeacutevel

tkitDC RrRRy

Xki

22

1

kiaC Cf

Xki

2

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 46210511080152

1

2

144

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 2: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

1

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

ESETFELVETEacuteS ndash MUNKAHELYZET

Uacutej munkahelyeacutenek profilja gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese meacuteretezeacutese eacutes műkoumldteteacutese A teacutenyleges munkaveacutegzeacutes előtt reacuteszt kell vennie egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon amelynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Az alaacutebbiakban segiacutetseacuteget kaphat a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez Tanulmaacutenyozza az alaacutebbi szakmai informaacutecioacutekat s oldja meg az oumlnellenőrző feladatokat

SZAKMAI INFORMAacuteCIOacuteTARTALOM

BEVEZETŐ A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez elengedhetetlen az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Az elviekben elkeacutepzelt sztatikus uumlzemmoacuted megismereacutese vezet a műszaki gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacuteseacutehez munkapont beaacutelliacutetaacutes szuumlkseacuteges Az elektronikai gyakorlatban a munkapont beaacutelliacutetaacutest aacuteltalaacuteban egy taacutepegyseacutegről biztosiacutetjaacutek kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval Az aktiacutev elemelemek parameacuteterei eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok megszabjaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Az erősiacutető frekvencia-aacutetviteleacutet csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelenti A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacuteti az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa A meacuteretezeacutes veacutegrehajtaacutesa utaacuten lehet az erősiacutető aacuteramkoumlrt oumlsszeaacutelliacutetani eacutes a gyakorlatban igen sokfeacutele ceacutelra alkalmazni

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

2

ERŐSIacuteTŐFOKOZATOK MUNKAPONT BEAacuteLLIacuteTAacuteSA Az elektronika legalapvetőbb aktiacutev elemei a bipolaacuteris eacutes a teacutervezeacuterleacutesű tranzisztorok A 3 kivezeteacutessel rendelkező eszkoumlzoumlket az erősiacutető alapkapcsolaacutesokban az egyik elektroacuteda bemenet - kimenet koumlzoumltti koumlzoumlsiacuteteacuteseacutevel neacutegypoacuteluskeacutent kezeljuumlk A tranzisztorok feleacutepiacuteteacuteseacutenek műkoumldeacuteseacutenek tulajdonsaacutegainak eacutes jelleggoumlrbeacuteinek ismereteacuteben kimondhatoacute hogy ezek az aktiacutev alapelemek aacuteramkoumlroumlkben erősiacutetőelemkeacutent eacutes kapcsoloacuteelemkeacutent egyaraacutent alkalmazhatoacutek Az aktiacutev eszkoumlzoumlk műkoumldteteacuteseacutenek vezeacuterleacuteseacutenek előfelteacutetele az egyenaacuteramuacute felteacutetelek biztosiacutetaacutesa azaz a munkapont beaacutelliacutetaacutesa

Munkapont az eszkoumlz egyenaacuteramuacute uumlzemi koumlruumllmeacutenyeit biztosiacutetoacute oumlsszetartozoacute egyenaacuteram-egyenfeszuumlltseacuteg eacuterteacutekek Grafikusan a jelleggoumlrbeacuteken oumlsszetartozoacute egyenaacuteram-egyenfeszuumlltseacuteg eacuterteacutekpaacuter aacuteltal meghataacuterozott pont

Munkapont beaacutelliacutetaacutes a műkoumldteteacutes vezeacuterleacutes alapfelteacutetelekeacutent az aktiacutev eszkoumlz bemeneti eacutes kimeneti kapcsaira megfelelő egyenfeszuumlltseacutegek biztosiacutetaacutesa

Vezeacuterleacutes az egyenfeszuumlltseacutegekkel beaacutelliacutetott munkapontuacute aktiacutev elem bemeneteacutere műkoumldtető vaacuteltakozoacute jel kapcsolaacutesa Vezeacuterleacutes hataacutesaacutera a munkapont mozgaacutest veacutegez a jelleggoumlrbeacuten

Az 1 aacutebraacuten a tranzisztorok aacutetviteli karakterisztikaacutein kuumlloumlnboumlző munkapont beaacutelliacutetaacutesok tanulmaacutenyozhatoacutek

1 aacutebra Műkoumldeacutesi tartomaacutenyok eacutes munkapontok a tranzisztorok transzfer karakterisztikaacutein

A bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztor transzfer jelleggoumlrbeacuteje egyaraacutent keacutet tartomaacutenyra bonthatoacute

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

3

Lineaacuteris tartomaacuteny (I) rarr az aktiacutev elem aacuterama egyenesen araacutenyos a vezeacuterlő feszuumlltseacuteg időbeni vaacuteltozaacutesaacuteval Az M1 munkapont koumlrnyezeteacuteben az aktiacutev elem lineaacuterisan műkoumldik Ebben a tartomaacutenyban az aktiacutev elem alakhű erősiacuteteacutesre alkalmazhatoacute

Nemlineaacuteris tartomaacuteny (II) rarr az aktiacutev elem aacuterama nem egyenesen araacutenyos a vezeacuterlő feszuumlltseacuteg időbeni vaacuteltozaacutesaacuteval Az M2 munkapont koumlrnyezeteacuteben az aktiacutev elem nemlineaacuterisan műkoumldik Az ilyen elhelyezeacutesű munkapontot leginkaacutebb kapcsoloacuteeszkoumlzoumlkneacutel hasznaacuteljaacutek ki

A 2 aacutebra bemutatja mindkeacutet munkapont beaacutelliacutetaacutesnaacutel egy bipolaacuteris tranzisztor jelaacutetviteleacutet

2 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor vezeacuterleacutese lineaacuteris eacutes nemlineaacuteris uumlzemmoacutedban

Laacutethatoacute hogy az M1 munkapont koumlruumlli szakaszon vezeacuterelt erősiacutető lineaacuterisan viszi aacutet a jelet Az M2 munkapont alkalmazaacutesaacutenaacutel a kimeneti jel eltorzul a jelaacutetvitel nemlineaacuteris

1 Sztatikus uumlzemmoacuted

Sztatikus uumlzemmoacutedban a bemeneti vezeacuterleacutes hataacutesaacutera csak az aktiacutev eszkoumlz kimeneti aacuterama vaacuteltozik a kimeneti feszuumlltseacutege aacutellandoacute marad Ilyenkor az aktiacutev elem kimeneti koumlreacuteben roumlvidzaacuter van Neacutegy feacutele munkapont beaacutelliacutetaacutes lehetseacuteges attoacutel fuumlggően hogy a munkapontot az aktiacutev elem aacutetviteli karakterisztikaacutejaacutenak melyik reacuteszeacutere aacutelliacutetjuk be

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

4

A osztaacutelyuacute beaacutelliacutetaacutes (MA) munkapont elhelyezeacutes a lineaacuteris szakaszon s vezeacuterleacuteskor a munkapont veacutegig a lineaacuteris szakaszon mozog Az aktiacutev elem a vezeacuterlő jel mindkeacutet feacutelperioacutedusaacuteban lineaacuterisan műkoumldik

B osztaacutelyuacute beaacutelliacutetaacutes (MB) munkapont elhelyezeacutes a lezaacuteraacutesi pontban s vezeacuterleacuteskor a munkapont a jelleggoumlrbe mindkeacutet tartomaacutenyaacuteba aacutetkeruumll Ilyenkor az aktiacutev elem csak a vezeacuterlő jel egyik feacutelperioacutedusaacuteban műkoumldik erősiacutető elemkeacutent

AB osztaacutelyuacute beaacutelliacutetaacutes (MAB) munkapont elhelyezeacutes az MA eacutes MB koumlzoumltti tartomaacutenyban Vezeacuterleacuteskor feacutel perioacutedusidőneacutel hosszabb ideig folyik aacuteram az aktiacutev elemen

C osztaacutelyuacute beaacutelliacutetaacutes (MC) munkapont elhelyezeacutes a karakterisztika zaacuteraacutesi tartomaacutenyaacuteban Vezeacuterleacuteskor feacutel perioacutedusidőneacutel roumlvidebb ideig folyik aacuteram az aktiacutev elemen

A 3 aacutebraacuten sztatikus uumlzemmoacutedban laacutethatoacute egy bipolaacuteris tranzisztor vezeacuterleacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetott aacuteramkoumlri megoldaacutes valamint a jellegzetes munkapont elhelyezeacutesek

FONTOS A reacutegebbi szabvaacutenyok a tranzisztoroknaacutel a koumlrbe foglalt jeloumlleacutest alkalmaztaacutek de az MSZ EN 60617-x szabvaacutenynak a koumlr neacutelkuumlli jeloumlleacutesek felelnek meg A bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorokat tartalmazoacute aacuteramkoumlroumlk kezeleacuteseacuteneacutel ez a tananyagelem az aktiacutev aacuteramkoumlri elem koumlrbefoglalaacutesaacutet alkalmazza

3 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor vezeacuterleacutese sztatikus uumlzemmoacutedban

A fenti aacuteramkoumlrben a munkapont beaacutelliacutetaacutesaacutehoz meghataacuterozott egyenfeszuumlltseacutegeket (UBEo UCE) kell alkalmazni az aktiacutev elem bemeneti eacutes kimeneti koumlreacuteben Az egyenfeszuumlltseacutegek szabjaacutek meg hogy a tranzisztor milyen munkapontba keruumll Az Uvezeacuterlő jelet az UBEo munkaponti egyenfeszuumlltseacutegre kell raacuteuumlltetni (szuperponaacutelni) Az oumlsszetett bemeneti jel

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

5

UBE = UBEo+Uvezeacuterlő

A legjobb kivezeacuterelhetőseacuteg uacutegy eacuterhető el ha A osztaacutelyuacute munkapont beaacutelliacutetaacutest alkalmazunk s az MA munkapontot a jelleggoumlrbe lineaacuteris tartomaacutenyaacutenak koumlzepeacutere vaacutelasztjuk Ekkor is hataacutert szab a maximaacutelisan megengedett kollektor aacuteram (ICmax)

2 Dinamikus uumlzemmoacuted

Dinamikus uumlzemmoacutedban a bemeneti vezeacuterleacutes hataacutesaacutera az aktiacutev eszkoumlz kimeneti feszuumlltseacutege koumlveti a bemeneti jel vaacuteltozaacutesaacutet Ilyenkor az aktiacutev elem kimeneti koumlreacuteben egy munkaellenaacutellaacutes talaacutelhatoacute

A 4 aacutebraacuten egy bipolaacuteris tranzisztor dinamikus vezeacuterleacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetott aacuteramkoumlr elvi kapcsolaacutesa eacutes a kimeneti karakterisztika munkaegyenese tanulmaacutenyozhatoacute

4 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor vezeacuterleacutese dinamikus uumlzemmoacutedban

Munkaegyenes az aktiacutev elem kimeneti karakterisztikaacutejaacuten a kimeneti koumlrben meacuterhető feszuumlltseacuteg eacutes a kimeneti aacuteram koumlzoumltti lineaacuteris kapcsolat grafikus megjeleniacuteteacuteseacutet szimbolizaacuteloacute egyenes Bipolaacuteris tranzisztornaacutel a kiinduloacute egyenlet

UT = IC RC + UCE

A munkaegyenes meredekseacutegeacutet kizaacuteroacutelag a kimeneti koumlrben elhelyezett ellenaacutellaacutes vagy ellenaacutellaacutesok eacuterteacuteke befolyaacutesolja

A munkaegyenesen bejeloumllt 1-es eacutes 2-es pontok koumlzoumltt talaacutelhatoacute a tranzisztor normaacutel műkoumldeacutesi tartomaacutenya

Munkaellenaacutellaacutes dinamikus uumlzemmoacutedban az aktiacutev elem kimeneti koumlreacuteben elhelyezett ellenaacutellaacutes vagy ellenaacutellaacutesok melynek hataacutesaacutera vezeacuterleacuteskor a kimeneti feszuumlltseacuteg vaacuteltozik

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

6

Munkapontbeaacutelliacutetaacutes a műszaki gyakorlatban az erősiacutetőfokozatok uumlzemi műkoumldeacuteseacutenek felteacutetelekeacutent az aktiacutev elem bemeneti eacutes kimeneti kapcsaira előiacutert eacuterteacutekű egyenfeszuumlltseacutegek beaacutelliacutetaacutesa

Optimaacutelis munkapontbeaacutelliacutetaacutes egyetlen taacutepegyseacuteggel eacutes kuumlloumlnboumlző helyekre kapcsolt ellenaacutellaacutesokkal egyenfeszuumlltseacutegek biztosiacutetaacutesa Termeacuteszetesen az ellenaacutellaacutesok az erősiacutetők jellemzőit is befolyaacutesoljaacutek

Az 5 eacutes 6 aacutebraacuten egy NPN tiacutepusuacute bipolaacuteris tranzisztor eacutes egy N csatornaacutes jFET tranzisztornaacutel alkalmazott munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesokat laacutethatunk

5 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor munkapontjaacutenak beaacutelliacutetaacutesa

A bipolaacuteris tranzisztoros kapcsolaacutesi rajzokon a munkaponti adatok a koumlvetkezők UBEo UCEo IBo ICo IEo A munkaponti adatok koumlzuumll az UBEo eacuterteacuteke germaacutenium alapanyag eseteacuten 02-03V sziliacutecium tranzisztoroknaacutel 06-07 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

7

6 aacutebra Teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor munkapontjaacutenak beaacutelliacutetaacutesa

A teacutervezeacuterleacutesű tranzisztoros kapcsolaacutesi rajzokon a munkaponti adatok a koumlvetkezők UGSo UDSo IDo

A P csatornaacutes bipolaacuteris tranzisztornaacutel eacutes a MOSFET tiacutepusuacute tranzisztoroknaacutel a munkapontbeaacutelliacutetaacutes hasonloacute elveken alapszik

A munkapont-beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meacuteretezeacutese a munkaponti adatok ismereteacuteben az Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyek segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik Neacutezzuumlnk neacutehaacuteny egyszerű meacuteretezeacutesi mintapeacuteldaacutet

1 mintapeacutelda

Meacuteretezzuumlk az 5 aacutebraacuten laacutethatoacute baacutezis-ellenaacutellaacutesos koumlzoumls emitteres erősiacutető munkapont-beaacutelliacutetoacute elemeit (RC RE RB)

Munkaponti adatok

UT = 15 V UBE0 = 06 V IC0 = 6 mA IB0 = 50 μA UCE0 = 52 V URE = 2 V

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

8

A kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval feliacuterjuk a meghataacuterozandoacute ellenaacutellaacutesokon eső egyenfeszuumlltseacuteget eacutes elosztjuk az ellenaacutellaacutesokon aacutetfolyoacute egyenaacuterammal

k 136

22515

0

mA

VVV

I

UUUR

C

RECEOTC

k 250 50

V 2V 06V 15

0

0

AI

UUUR

B

REBETB

330 506

V 2

00

AmAII

RUR

BC

EE

(Amennyiben a kiszaacutemiacutetott ellenaacutellaacutes eacuterteacutekekhez a műszaki gyakorlatban nem tartoznak ellenaacutellaacutesok akkor az elmeacuteleti eredmeacutenyekhez legkoumlzelebb eső szabvaacutenyos eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesokat kell vaacutelasztani)

2 mintafeladat

Meacuteretezzuumlk a 6 aacutebraacuten laacutethatoacute source-ellenaacutellaacutesos source kapcsolaacutesuacute jFET-es erősiacutető munkapont-beaacutelliacutetoacute elemeit (RS RD)

Munkaponti adatok

UT = 15 V ID0 = 1 mA UGS0 = -25 V UDS0 = 65 V A kapcsolaacutesban feltuumlntetett R1 ellenaacutellaacutes a munkapont beaacutelliacutetaacutesban nem jaacutetszik szerepet

Megoldaacutes

A kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel itt is az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesa toumlrteacutenik

k 52mA 1

V 25

0

0 D

GSS I

UR

Magyaraacutezat vezeacuterleacutes neacutelkuumll az R1 ellenaacutellaacuteson nem folyik aacuteram iacutegy nem esik rajta feszuumlltseacuteg ezeacutert az RS ellenaacutellaacuteson a hurok toumlrveacuteny szerint 25 V feszuumlltseacutegnek kell esnie

kmA

V

I

UR

D

RD

D 61

6

0

Magyaraacutezat a kimeneti oldalra feliacutert huroktoumlrveacuteny segiacutetseacutegeacutevel kifejezhető az RD ellenaacutellaacutesra jutoacute egyenfeszuumlltseacuteg

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

9

VVVVUUUU

UUUU

SD

SD

RDSTR

DSRRT

65256150

0

ERŐSIacuteTŐK AKTIacuteV ALAPELEMEINEK HELYETTESIacuteTŐ KEacutePEI Az erősiacutetők aktiacutev diszkreacutet elemeinek tekintjuumlk a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorokat Mindkeacutet aktiacutev elem 3 kivezeteacutessel rendelkezik de erősiacutető alapkapcsolaacutesokban az egyik elektroacutedaacutet a bemenet-kimenet szempontjaacuteboacutel koumlzoumlsnek tekintjuumlk s iacutegy a tranzisztorok aktiacutev lineaacuteris neacutegypoacuteluskeacutent kezelhetők Az ilyen tiacutepusuacute neacutegypoacutelusokhoz az elektronikai meacuteretezeacutes helyettesiacutető keacutepeket rendel

Helyettesiacutető keacutep az elektronikai eszkoumlz jellemzeacuteseacutet segiacutető elektronikai szaacutemiacutetaacutesok szempontjaacuteboacutel egyeneacuterteacutekű hagyomaacutenyos alapelemekből feleacutepiacutetett aacuteramkoumlr Az ilyen kapcsolaacutes elektronikai szempontboacutel ugyanuacutegy viselkedik mint az eredeti elektronikai eszkoumlz Az erősiacutetőelemek helyettesiacutető keacutepe feszuumlltseacuteg- eacutesvagy aacuteramgeneraacutetorokboacutel valamint passziacutev elemekből feleacutepiacutetett lineaacuteris neacutegypoacutelus A helyettesiacutető keacutepek alkalmazaacutesa szemleacuteletesseacute eacutes aacutetlaacutethatoacutebbaacute teszi az erősiacutetők műkoumldeacuteseacutet meacuteretezeacuteseacutet

Az aktiacutev elemek neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeineacutel a hibrid (h) az inverz hibrid (d) vagy az admittancia (y) parameacutetereket alkalmazzaacutek

Hibrid (vegyes h) parameacuteterű egyenletrendszer

2221212

2121111

uhihi

uhihu

Inverz hibrid (fordiacutetott vegyes d) parameacuteterű egyenletrendszer

i d u d i

u d u d i1 11 1 12 2

2 21 1 22 2

Admittancia (vezetőkeacutepesseacuteg y) parameacuteteres egyenletrendszer

i y u y u

i y u y u1 11 1 12 2

2 21 1 22 2

1 Bipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepe

Kisfrekvenciaacutes műkoumldteteacutesneacutel a bipolaacuteris tranzisztorokhoz leggyakrabban a hibrid (h) parameacutetereket hasznaacuteljaacutek

Nagyfrekvenciaacuten az admittancia (y) parameacutetereket alkalmazzaacutek

A 7 eacutes 8 aacutebraacuten az NPN tiacutepusuacute bipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei laacutethatoacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

10

7 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor kisfrekvenciaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

8 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor nagyfrekvenciaacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A bipolaacuteris tranzisztoroknaacutel megfigyelhető hogy 1 db aacuteramgeneraacutetorral eacutes 2 db ellenaacutellaacutessal megalkothatoacute a helyettesiacutető keacutep Termeacuteszetesen a PNP tranzisztorokhoz illetve azok koumlzoumls kollektoruacute eacutes koumlzoumls baacutezisuacute alkalmazaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

1 Unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei

A teacutervezeacuterleacutesű tranzisztorokhoz meacutereacutestechnikai szempontok szerint az admittancia (y) vagy az inverz hibrid (d) parameacutetereket alkalmazzaacutek

A 9 eacutes 10 aacutebraacuten N csatornaacutes source kapcsolaacutesuacute jFET tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei tanulmaacutenyozhatoacutek

9 aacutebra jFET tranzisztor admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

11

10 aacutebra jFET tranzisztor inverz hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Az unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepein megfigyelhető hogy a bemeneti aacuteramuk elhanyagolhatoacute iacutegy bemenetuumlk szakadaacutesnak tekinthető A helyettesiacutető keacutep 1db feszuumlltseacuteg- vagy aacuteramgeneraacutetorboacutel 1 db ellenaacutellaacutesboacutel eacutes egy db szakadaacutes jelkeacutepből oumlsszerakhatoacute

Termeacuteszetesen a P csatornaacutes jFET-ekhez vagy a MOSFET-ekhez illetve azok drain eacutes gate kapcsolaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

Az eddigiekben koumlrbejaacutertuk a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorok neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeit Az elsajaacutetiacutetott ismeretek birtokaacuteban elkeacutesziacutethető baacutermely erősiacutető alapkapcsolaacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute helyettesiacutető keacutepe Gyakorlati peacuteldakeacutent a 11 aacutebraacuten vizsgaacuteljuk meg egy koumlzoumls emitteres baacutezisosztoacutes alapkapcsolaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

11 aacutebra Koumlzoumls emitteres alapkapcsolaacutes eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A 11 aacutebra NPN tranzisztoros emitter kapcsolaacutesuacute erősiacutetőjeacutet feszuumlltseacuteggeneraacutetor (ug Rg) vezeacuterli s a kimeneteacutet terhelő ellenaacutellaacutes (Rt) zaacuterja Az aacutebraacuten elkuumlloumlniacutetve felismerhető a tranzisztor hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe A baacutezisosztoacute (R1 R2) eacutes a munkaellenaacutellaacutes (Rc) elhelyezkedeacuteseacutet a helyettesiacutető keacutepen magyaraacutezza hogy az UT feszuumlltseacutegű taacutepegyseacuteg vaacuteltakozoacute aacuteram szempontjaacuteboacutel roumlvidzaacuternak tekinthető A kondenzaacutetorok (Cbe Cki CE) vaacuteltakozoacute aacuteramon a helyettesiacutető keacutepen szinteacuten roumlvidzaacuterkeacutent szerepelnek Az emitter kondenzaacutetor a helyettesiacuteteacutesneacutel az emitter ellenaacutellaacutet is roumlvidre zaacuterja

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

12

Termeacuteszetesen hasonloacutean helyettesiacutethető a toumlbbi bipolaacuteris tranzisztoros alapkapcsolaacutes s ugyanilyen moacutedszerrel megalkothatoacutek a teacutervezeacuterleacutesű tranzisztoros alapkapcsolaacutesok helyettesiacutető keacutepei

Az erősiacutetők vaacuteltakozoacute aacuteramuacute jellemzőit a kapcsolaacutesi rajzuk eacutes helyettesiacutető keacutepeik segiacutetseacutegeacutevel lehet legszemleacuteletesebben eacutertelmezni

ERŐSIacuteTŐK JELLEMZŐI Erősiacutető elektronikus aacuteramkoumlr aktiacutev neacutegypoacutelus amely a bemeneteacutere vezetett elektromos jelből a kimeneteacuten megegyező hullaacutemformaacutejuacute de tetszőlegesen nagyobb eacuterteacutekű elektromos jelet szolgaacuteltat A kapcsolaacuteshoz alkalmazott taacutepegyseacuteg energiaacuteja fedezi a nagyobb eacuterteacutekű jel teljesiacutetmeacutenynoumlvekedeacuteseacutet

Erősiacuteteacutes vezeacuterelt teljesiacutetmeacuteny-aacutetalakiacutetaacutes

A 12 aacutebraacuten egy erősiacutető aacuteltalaacutenos toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese laacutethatoacute Az erősiacutető bemeneteacuten egy ug feszuumlltseacutegű Rg belső ellenaacutellaacutesuacute generaacutetor biztosiacutetja az ube bemeneti feszuumlltseacuteget eacutes ibe bemeneti aacuteramot A kimeneten Rt terhelő ellenaacutellaacuteson joumln leacutetre az uki kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes az iki kimeneti aacuteram

12 aacutebra Erősiacutető toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese

A toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutesen feltuumlntetett haacuteromszoumlg jelkeacutepezi az erősiacuteteacutes iraacutenyaacutet Az erősiacuteteacutesek megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz aktiacutev elem(ek) (bipolaacuteris eacutesvagy unipolaacuteris tranzisztorok) szuumlkseacutegesek Az erősiacutető kapcsolaacutesokban a munkapont beaacutelliacutetaacutesaacutera ellenaacutellaacutesok kellenek melyek befolyaacutesoljaacutek az erősiacutető jellemzőit is A gyakorlati aacuteramkoumlroumlkben a megfelelő műkoumldeacutest kondenzaacutetorok is biztosiacutetjaacutek

Az erősiacutetőket kuumlloumlnboumlző szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk A kuumlloumlnboumlző erősiacutetőfajtaacutekat s azok roumlvid ismertetőjeacutet - a teljesseacuteg igeacutenye neacutelkuumll - a 13 aacutebra tartalmazza

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

13

13 aacutebra Az erősiacutetők csoportosiacutetaacutesa

Az erősiacutetők legfontosabb jellemzői az alaacutebbi csoportokba sorolhatoacutek

- Erősiacuteteacutesek - Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes - Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

1 Erősiacuteteacutesek

Az erősiacutető kapcsolaacutesoknaacutel eacutertelmezett erősiacuteteacutesek feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes aacuteramerősiacuteteacutes teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes Az erősiacuteteacutesek kifejezhetők viszonyszaacutemban eacutes logaritmikusan decibel-ben is Az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacuteseket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesokhoz alkalmazzaacutek

Feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti feszuumlltseacuteg csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskiu U

U

U

UA

dBAa uu lg 20

Aacuteramerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti aacuteram csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

14

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskii I

I

I

IA

dBAa ii lg 20

Teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti teljesiacutetmeacuteny csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

iueffbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskip AA

P

P

P

PA

dBAa pp lg 10

Szinuszos vezeacuterleacutes eseteacuten a csuacutecseacuterteacutek eacutes az effektiacutev eacuterteacutek koumlzoumltti kapcsolat

2

csuacutecseacuterteacutekeacuterteacutekeffektiacutev

Fontos az erősiacuteteacutesek a valoacutesaacutegban preciacutezen csak komplex szaacutemokkal eacutertelmezhetők mert bemeneti eacutes kimeneti jelei ritkaacuten azonos faacutezisuacuteak A fenti oumlsszefuumlggeacutesek a faacutezisszoumlget nem veszik figyelembe

2 Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes

Az erősiacutetők bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesait az Ohm toumlrveacuteny alkalmazaacutesaacuteval iacuterhatjuk fel Az oumlsszefuumlggeacutesekben a csuacutecseacuterteacutekekkel vagy az effektiacutev eacuterteacutekekkel szaacutemolunk Az alaacutebbi keacutepleteket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesnaacutel alkalmazzaacutek

Bemeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető bemeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ube) eacutes bemeneti aacuteramaacutenak (Ibe) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effbe

effbe

csuacutecsbe

csuacutecsbebe I

U

I

Ur

Kimeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető terheleacutes neacutelkuumlli uumlresjaacuterati kimeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ukiuuml) eacutes kimeneti roumlvidzaacuteraacutesi aacuteramaacutenak (Ikir) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effrki

effuumlki

csuacutecsrki

csuacutecsuumlkiki I

U

I

Ur

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

15

14 aacutebra Az erősiacutető feleacutepiacuteteacutese a bemenet eacutes a kimenet szempontjaacuteboacutel

A 14 aacutebraacuten megfigyelhető hogy az erősiacutető bemeneti reacuteszeacutet a bemeneti ellenaacutellaacutes keacutepviseli amely terheli a vezeacuterlő generaacutetort Az erősiacutető kimeneti oldala generaacutetorkeacutent foghatoacute fel amelyet a terhelő ellenaacutellaacutes terhel

Elmeacuteleti meacuteretezeacutesekneacutel a pontos oumlsszefuumlggeacuteseket az erősiacutető teljes helyettesiacutető keacutepe alapjaacuten lehet feliacuterni

3 Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

Az erősiacutetők gyakorlati alkalmazaacutesa egyeacuteb jellemzők ismereteacutet is megkoumlveteli Ezek koumlzuumll a legfontosabbak a koumlvetkezők frekvenciamenet hataacuterfrekvenciaacutek saacutevszeacutelesseacuteg zajteacutenyező torziacutetaacutesi teacutenyezők

Frekvenciamenet az erősiacutető frekvencia-aacutetviteleacutere jellemző diagram amely a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes frekvenciafuumlggeacuteseacutet szemleacutelteti

Hataacuterfrekvenciaacutek (fa ff) azon keacutet frekvencia amelyekneacutel az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacutese a koumlzepes frekvenciaacuten (fk) meacutert erősiacuteteacutes 707 -a illetve az erősiacuteteacutes 3 dB-lel kisebb mint a koumlzepes frekvenciaacuten meacutert erősiacuteteacutes dB-ben A keacutet hataacuterfrekvencia fa alsoacute- ff felső hataacuterfrekvencia A műszaki gyakorlatban az erősiacutetők alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet leginkaacutebb a laacutethatoacute csatoloacute kondenzaacutetorok kapacitaacutesai (Cbe Cki) okozzaacutek A 3 dB-es erősiacuteteacutescsoumlkkeneacutesből matematikailag az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek vezethetők le

gbeC RrXbe

gbea

be RrfC

2

1

tkiC RrXki

tkiaki Rrf

C

2

1

A felső hataacuterfrekvenciaacutet doumlntően a laacutethatatlan szoacutert- szereleacutesi- eacutes reacutetegkapacitaacutesok okozzaacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

16

Saacutevszeacutelesseacuteg (B) az alsoacute- eacutes a felső hataacuterfrekvenciaacutek koumlzoumltti frekvenciatartomaacuteny

af ffB

A 15 aacutebra szemleacutelteti egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciameneteacutet saacutevszeacutelesseacutegeacutet alsoacute- eacutes felső hataacuterfrekvenciaacutejaacutet

15 aacutebra Egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciamenete

A 15 aacutebraacuten megfigyelhető egy gyakorlati szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciafuumlggeacutese hataacuterfrekvenciaacutei koumlzepes frekvenciaacuteja eacutes saacutevszeacutelesseacutege

A műszaki gyakorlatban alkalmazott erősiacutetőkkel szemben elvaacuteraacutes hogy a műkoumldeacutesi tartomaacutenyban a bemeneti eacutes kimeneti jel alakja ne teacuterjen el egymaacutestoacutel A valoacutesaacutegban felleacutepő zajok zavarok torziacutetaacutesokat okoznak a felerősiacutetett jel alakjaacuteban

A tovaacutebbiakban megvizsgaacuteljuk a zajok eacutes torziacutetaacutesok erősiacutetőkre gyakorolt hataacutesait a zajok eacutes torziacutetaacutesok legfontosabb jellemzőit

Jel a hasznos informaacutecioacutet tartalmazoacute feszuumlltseacuteg vagy aacuteram meghataacuterozott időfuumlggveacuteny szerinti vaacuteltozaacutesa

Zaj zavaroacute jelek oumlsszesseacutege melynek időfuumlggveacutenye szabaacutelytalan s hasznos informaacutecioacutet nem tartalmaz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

17

Az erősiacutetőkben keletkező zajokat doumlntő meacuterteacutekben a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen mozgaacutesa okozza Az ilyen zajok felleacutepnek az erősiacutető ohmos jellegű ellenaacutellaacutesaiban eacutes aktiacutev eszkoumlzeiben egyaraacutent Fajtaacutei

Termikus zaj a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen hőmozgaacutesa miatt felleacutepő zaj Eacuterteacutekeacutet aacutetlagos zajteljesiacutetmeacutenykeacutent zajfeszuumlltseacutegkeacutent vagy zajaacuteramkeacutent adjaacutek meg

Soumlreacutetzaj feacutelvezetőkben a toumllteacuteshordozoacutek PN aacutetmeneten toumlrteacutenő aacutethaladaacutesaacutenaacutel keletkezik Kisfrekvenciaacuten főleg a Zener dioacutedaacuteknaacutel jelentős

Villoacutedzaacutesi zaj (flicker-zaj) aktiacutev eacutes passziacutev aacuteramkoumlri elemeken a gyaacutertaacutestechnoloacutegia koumlvetkezteacuteben felleacutepő zaj Kisfrekvenciaacuten leginkaacutebb a MOSFET-ekneacutel veszeacutelyes

Jelzaj viszony a jelteljesiacutetmeacuteny eacutes a zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve Az erősiacutető zajossaacutegaacutenak egyik szaacutemszerű jellemzője (Angol roumlvidiacuteteacutessel SNR vagy SN rarr Signal to Noise Ratio)

dBlg10

dB

zaj

jel

zaj

jel

P

P

P

P

A keacutepletben Pjel rarr jelteljesiacutetmeacuteny Pzaj rarr zajteljesiacutetmeacuteny

Zajteacutenyező az erősiacutető bemeneteacutere eacutes kimeneteacutere vonatkoztatott jelzaj viszonyok haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dB1

lg10lg10e

dB

bzaj

kizaj

p

kizaj

kijel

bezaj

bejel

P

P

A

P

P

P

P

F

A keacutepletben AP rarr az erősiacutető teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutese

Zajszint a hangossaacuteg eacuterzeacutekeleacuteseacutehez tartozoacute jellemző amely a meacutert zajteljesiacutetmeacuteny eacutes a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dBlg100

dB

zaj

zaj

P

Pd

A keacutepletben viszonyiacutetaacutesi alapkeacutent a Pzaj0 rarr a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz (1 kHz-neacutel 10-12 Wm2) tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny szerepel

Eacuterdekesseacuteg a zajszint emberi szervezetre gyakorolt hataacutesa a hangossaacuteg fuumlggveacutenyeacuteben a koumlvetkező

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

18

- 30 dB zajszint rarr pszicheacutes - 65 dB zajszint rarr vegetatiacutev - 90 dB zajszint rarr halloacuteszervi - 120 dB zajszint rarr faacutejdalomkuumlszoumlb - 120 -130 dB zajszint rarr maradandoacute hallaacuteskaacuterosodaacutes - 160 dB zajszint rarr dobhaacutertyarepedeacutes - 175 dB zajszint rarr halaacutelos koumlvetkezmeacutenyű

Torziacutetaacutes erősiacutetőkben felleacutepő jelenseacuteg melynek hataacutesaacutera a vezeacuterlő analoacuteg jel időfuumlggveacutenyeacutenek tulajdonsaacutegai a kimenetre eacuterve nem kiacutevaacutent moacutedon megvaacuteltoznak Maacuteskeacutent fogalmazva a jel spektrumaacuteban talaacutelhatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute oumlsszetevők erősiacuteteacuteskor moacutedosulnak A torzulaacutesok meacuterteacutekeacutet a vezeacuterlő analoacuteg jel frekvenciaacuteja eacutes amplituacutedoacuteja befolyaacutesolja

Lineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti (frekvenciatorziacutetaacutes) illetve moacutedosiacutetja a jel komponenseinek egymaacuteshoz viszonyiacutetott faacutezishelyzeteacutet (faacutezistorziacutetaacutes) A lineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető frekvenciafuumlggő lineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (L C) okozzaacutek

Nemlineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző amplituacutedoacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti Az erősiacutető kimeneteacuten nem kiacutevaacutenatos jeloumlsszetevők jelennek meg Harmonikus torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacutejaacutenak (alapharmonikus) egeacutesz szaacutemuacute toumlbbszoumlroumlsei (felharmonikusok) Modulaacutecioacutes torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacuteinak oumlsszegei eacutes kuumlloumlnbseacutegei A nemlineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető nemlineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (feacutelvezető eszkoumlzoumlk) okozzaacutek

Harmonikus torziacutetaacutesi teacutenyező az oumlsszegzett felharmonikusok effektiacutev eacuterteacutekeacutenek eacutes a teljes jel effektiacutev eacuterteacutekeacutenek az araacutenya -ban kifejezve

223

22

21

223

22

n

nh

UUUU

UUUk

U1rarr az alapharmonikus jel feszuumlltseacutegeacutenek effektiacutev eacuterteacuteke

U2 U3hellipUn rarr a felharmonikus jelek feszuumlltseacutegeinek effektiacutev eacuterteacuteke

4 Erősiacutetők meacuteretezeacutese

Az erősiacutető fokozatok meacuteretezeacutese a műszaki gyakorlatban leegyszerűsiacutetve 3 fő leacutepeacutesből aacutell A meacuteretezeacutes leacutepeacutesei

1 leacutepeacutes az aacuteramkoumlr feleacutepiacuteteacuteseacutenek megtervezeacutese az aacuteramkoumlr megrajzolaacutesa

2 leacutepeacutes munkapont beaacutelliacutetaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

19

3 leacutepeacutes vaacuteltakozoacute aacuteramuacute erősiacutető parameacuteterek meghataacuterozaacutesa

Az eddig taacutergyaltak alapjaacuten tegyuumlnk kiacuteseacuterletet egy kivaacutelasztott erősiacutető alapkapcsolaacutes meacuteretezeacuteseacutere

MEacuteRETEZEacuteSI FELADAT

Veacutegezzuumlk el a 16 aacutebraacuten laacutethatoacute source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető meacuteretezeacuteseacutet

Munkaponti adatok UGS0 = -2 V UDS0 = 8 V ID0 = 14 mA jFET parameacuteterek y21 = 10 mS y22 = 25 microS Egyeacuteb adatok UT = 24 V RG = 200 kΩ Rt = 15 kΩ ug = 25 mV Rg = 25 kΩ Feladatok a) Hataacuterozzuk meg RS eacutes RD eacuterteacutekeacutet b) Hataacuterozzuk meg a fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet c) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet d) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutegeacutet e) Hataacuterozzuk meg Cki eacuterteacutekeacutet uacutegy hogy a kapcsolaacutes alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa =15 Hz legyen (A toumlbbi kapacitaacutes nem szoacutel bele az aacutetvitelbe)

16 aacutebra Source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

20

a) Az aacuteramkoumlroumln bejeloumllt egyenfeszuumlltseacutegek eacutes egyenaacuteramok figyelembeveacuteteleacutevel az oumlsszefuumlggeacutesek feliacuteraacutesaacutehoz az elektrotechnika Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyeit alkalmazzuk (A kapcsolaacutes bemeneteacuten az IG gate aacuteram elhanyagolhatoacute)

SRGS UU 0

kI

UR

D

GSS 431

mA 41

V 2

0

0

kV

I

UUUR

D

RDSTD

S 10mA 41

2V 8V 24

0

0

b) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet a kapcsolaacutes y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacuteből lehet legegyszerűbben meghataacuterozni A helyettesiacutető keacutep a 17 aacutebraacuten laacutethatoacute

17 aacutebra A source kapcsolaacutesuacute erősiacutető y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Ha a bemenet felől illetve a kimenet felől betekintuumlnk a helyettesiacutető neacutegypoacutelusba koumlnnyedeacuten feliacuterhatjuk a bemeneti eacutes a kimeneti ellenaacutellaacutes oumlsszefuumlggeacuteseacutet majd behelyettesiacuteteacutes utaacuten meghataacuterozhatjuk az eacuterteacutekeket

kRr Gbe 200

kS

ky

Rr Dki 825

110

1

22

c) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes meghataacuterozaacutesaacutehoz egy roumlvid levezeteacutes utaacuten eljuthatunk

be

kiut u

uA

tD

sbeski RR

yuyu

2221

1

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

21

152)158(10)(21 kkmSRRyA tkiut

A veacutegeredmeacutenyből laacutethatoacute hogy az erősiacutető faacutezist fordiacutet

d) A kimeneti feszuumlltseacuteg meghataacuterozaacutesaacutehoz előszoumlr fel kell iacuterni a vezeacuterlő generaacutetorboacutel az erősiacutető bemeneteacutere jutoacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteget majd a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes segiacutetseacutegeacutevel kimeneti feszuumlltseacuteggeacute alakiacutetva hataacuterozhatjuk meg a pontos eacuterteacuteket

mVRR

Ruu

gG

Ggbe 2222

k 25k 002

k 002mV 25

VmVuAu beutkit 1612222152

e) A megadott parameacuteterek szerint az erősiacutető alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet csak a Cki kimeneti kapacitaacutes okozza Az erősiacutető helyettesiacutető keacutepeacutenek kimeneti koumlreacuteben (ld 18 aacutebra) a hataacuterfrekvencia definiacutecioacutejaacuteboacutel adoacutedoacute egyenlőseacutegből a hataacuterfrekvencia kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz juthatunk

18 aacutebra Az erősiacutető kimeneti koumlreacutenek kisfrekvenciaacutes helyettesiacutető keacutepe

A feszuumlltseacutegosztaacutes toumlrveacutenyeacutet alkalmazva levezeteacutessel bizonyiacutethatoacute hogy a hataacuterfrekvenciaacuten bekoumlvetkező 3 dB-es erősiacuteteacutes szintcsoumlkkeneacutesneacutel a csatoloacute kondenzaacutetor reaktanciaacuteja eacuterteacutekre megegyezik a koumlruumlloumltte elhelyezkedő ellenaacutellaacutesok eredőjeacutevel

tkitDC RrRRy

Xki

22

1

kiaC Cf

Xki

2

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 46210511080152

1

2

144

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 3: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

2

ERŐSIacuteTŐFOKOZATOK MUNKAPONT BEAacuteLLIacuteTAacuteSA Az elektronika legalapvetőbb aktiacutev elemei a bipolaacuteris eacutes a teacutervezeacuterleacutesű tranzisztorok A 3 kivezeteacutessel rendelkező eszkoumlzoumlket az erősiacutető alapkapcsolaacutesokban az egyik elektroacuteda bemenet - kimenet koumlzoumltti koumlzoumlsiacuteteacuteseacutevel neacutegypoacuteluskeacutent kezeljuumlk A tranzisztorok feleacutepiacuteteacuteseacutenek műkoumldeacuteseacutenek tulajdonsaacutegainak eacutes jelleggoumlrbeacuteinek ismereteacuteben kimondhatoacute hogy ezek az aktiacutev alapelemek aacuteramkoumlroumlkben erősiacutetőelemkeacutent eacutes kapcsoloacuteelemkeacutent egyaraacutent alkalmazhatoacutek Az aktiacutev eszkoumlzoumlk műkoumldteteacuteseacutenek vezeacuterleacuteseacutenek előfelteacutetele az egyenaacuteramuacute felteacutetelek biztosiacutetaacutesa azaz a munkapont beaacutelliacutetaacutesa

Munkapont az eszkoumlz egyenaacuteramuacute uumlzemi koumlruumllmeacutenyeit biztosiacutetoacute oumlsszetartozoacute egyenaacuteram-egyenfeszuumlltseacuteg eacuterteacutekek Grafikusan a jelleggoumlrbeacuteken oumlsszetartozoacute egyenaacuteram-egyenfeszuumlltseacuteg eacuterteacutekpaacuter aacuteltal meghataacuterozott pont

Munkapont beaacutelliacutetaacutes a műkoumldteteacutes vezeacuterleacutes alapfelteacutetelekeacutent az aktiacutev eszkoumlz bemeneti eacutes kimeneti kapcsaira megfelelő egyenfeszuumlltseacutegek biztosiacutetaacutesa

Vezeacuterleacutes az egyenfeszuumlltseacutegekkel beaacutelliacutetott munkapontuacute aktiacutev elem bemeneteacutere műkoumldtető vaacuteltakozoacute jel kapcsolaacutesa Vezeacuterleacutes hataacutesaacutera a munkapont mozgaacutest veacutegez a jelleggoumlrbeacuten

Az 1 aacutebraacuten a tranzisztorok aacutetviteli karakterisztikaacutein kuumlloumlnboumlző munkapont beaacutelliacutetaacutesok tanulmaacutenyozhatoacutek

1 aacutebra Műkoumldeacutesi tartomaacutenyok eacutes munkapontok a tranzisztorok transzfer karakterisztikaacutein

A bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztor transzfer jelleggoumlrbeacuteje egyaraacutent keacutet tartomaacutenyra bonthatoacute

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

3

Lineaacuteris tartomaacuteny (I) rarr az aktiacutev elem aacuterama egyenesen araacutenyos a vezeacuterlő feszuumlltseacuteg időbeni vaacuteltozaacutesaacuteval Az M1 munkapont koumlrnyezeteacuteben az aktiacutev elem lineaacuterisan műkoumldik Ebben a tartomaacutenyban az aktiacutev elem alakhű erősiacuteteacutesre alkalmazhatoacute

Nemlineaacuteris tartomaacuteny (II) rarr az aktiacutev elem aacuterama nem egyenesen araacutenyos a vezeacuterlő feszuumlltseacuteg időbeni vaacuteltozaacutesaacuteval Az M2 munkapont koumlrnyezeteacuteben az aktiacutev elem nemlineaacuterisan műkoumldik Az ilyen elhelyezeacutesű munkapontot leginkaacutebb kapcsoloacuteeszkoumlzoumlkneacutel hasznaacuteljaacutek ki

A 2 aacutebra bemutatja mindkeacutet munkapont beaacutelliacutetaacutesnaacutel egy bipolaacuteris tranzisztor jelaacutetviteleacutet

2 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor vezeacuterleacutese lineaacuteris eacutes nemlineaacuteris uumlzemmoacutedban

Laacutethatoacute hogy az M1 munkapont koumlruumlli szakaszon vezeacuterelt erősiacutető lineaacuterisan viszi aacutet a jelet Az M2 munkapont alkalmazaacutesaacutenaacutel a kimeneti jel eltorzul a jelaacutetvitel nemlineaacuteris

1 Sztatikus uumlzemmoacuted

Sztatikus uumlzemmoacutedban a bemeneti vezeacuterleacutes hataacutesaacutera csak az aktiacutev eszkoumlz kimeneti aacuterama vaacuteltozik a kimeneti feszuumlltseacutege aacutellandoacute marad Ilyenkor az aktiacutev elem kimeneti koumlreacuteben roumlvidzaacuter van Neacutegy feacutele munkapont beaacutelliacutetaacutes lehetseacuteges attoacutel fuumlggően hogy a munkapontot az aktiacutev elem aacutetviteli karakterisztikaacutejaacutenak melyik reacuteszeacutere aacutelliacutetjuk be

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

4

A osztaacutelyuacute beaacutelliacutetaacutes (MA) munkapont elhelyezeacutes a lineaacuteris szakaszon s vezeacuterleacuteskor a munkapont veacutegig a lineaacuteris szakaszon mozog Az aktiacutev elem a vezeacuterlő jel mindkeacutet feacutelperioacutedusaacuteban lineaacuterisan műkoumldik

B osztaacutelyuacute beaacutelliacutetaacutes (MB) munkapont elhelyezeacutes a lezaacuteraacutesi pontban s vezeacuterleacuteskor a munkapont a jelleggoumlrbe mindkeacutet tartomaacutenyaacuteba aacutetkeruumll Ilyenkor az aktiacutev elem csak a vezeacuterlő jel egyik feacutelperioacutedusaacuteban műkoumldik erősiacutető elemkeacutent

AB osztaacutelyuacute beaacutelliacutetaacutes (MAB) munkapont elhelyezeacutes az MA eacutes MB koumlzoumltti tartomaacutenyban Vezeacuterleacuteskor feacutel perioacutedusidőneacutel hosszabb ideig folyik aacuteram az aktiacutev elemen

C osztaacutelyuacute beaacutelliacutetaacutes (MC) munkapont elhelyezeacutes a karakterisztika zaacuteraacutesi tartomaacutenyaacuteban Vezeacuterleacuteskor feacutel perioacutedusidőneacutel roumlvidebb ideig folyik aacuteram az aktiacutev elemen

A 3 aacutebraacuten sztatikus uumlzemmoacutedban laacutethatoacute egy bipolaacuteris tranzisztor vezeacuterleacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetott aacuteramkoumlri megoldaacutes valamint a jellegzetes munkapont elhelyezeacutesek

FONTOS A reacutegebbi szabvaacutenyok a tranzisztoroknaacutel a koumlrbe foglalt jeloumlleacutest alkalmaztaacutek de az MSZ EN 60617-x szabvaacutenynak a koumlr neacutelkuumlli jeloumlleacutesek felelnek meg A bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorokat tartalmazoacute aacuteramkoumlroumlk kezeleacuteseacuteneacutel ez a tananyagelem az aktiacutev aacuteramkoumlri elem koumlrbefoglalaacutesaacutet alkalmazza

3 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor vezeacuterleacutese sztatikus uumlzemmoacutedban

A fenti aacuteramkoumlrben a munkapont beaacutelliacutetaacutesaacutehoz meghataacuterozott egyenfeszuumlltseacutegeket (UBEo UCE) kell alkalmazni az aktiacutev elem bemeneti eacutes kimeneti koumlreacuteben Az egyenfeszuumlltseacutegek szabjaacutek meg hogy a tranzisztor milyen munkapontba keruumll Az Uvezeacuterlő jelet az UBEo munkaponti egyenfeszuumlltseacutegre kell raacuteuumlltetni (szuperponaacutelni) Az oumlsszetett bemeneti jel

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

5

UBE = UBEo+Uvezeacuterlő

A legjobb kivezeacuterelhetőseacuteg uacutegy eacuterhető el ha A osztaacutelyuacute munkapont beaacutelliacutetaacutest alkalmazunk s az MA munkapontot a jelleggoumlrbe lineaacuteris tartomaacutenyaacutenak koumlzepeacutere vaacutelasztjuk Ekkor is hataacutert szab a maximaacutelisan megengedett kollektor aacuteram (ICmax)

2 Dinamikus uumlzemmoacuted

Dinamikus uumlzemmoacutedban a bemeneti vezeacuterleacutes hataacutesaacutera az aktiacutev eszkoumlz kimeneti feszuumlltseacutege koumlveti a bemeneti jel vaacuteltozaacutesaacutet Ilyenkor az aktiacutev elem kimeneti koumlreacuteben egy munkaellenaacutellaacutes talaacutelhatoacute

A 4 aacutebraacuten egy bipolaacuteris tranzisztor dinamikus vezeacuterleacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetott aacuteramkoumlr elvi kapcsolaacutesa eacutes a kimeneti karakterisztika munkaegyenese tanulmaacutenyozhatoacute

4 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor vezeacuterleacutese dinamikus uumlzemmoacutedban

Munkaegyenes az aktiacutev elem kimeneti karakterisztikaacutejaacuten a kimeneti koumlrben meacuterhető feszuumlltseacuteg eacutes a kimeneti aacuteram koumlzoumltti lineaacuteris kapcsolat grafikus megjeleniacuteteacuteseacutet szimbolizaacuteloacute egyenes Bipolaacuteris tranzisztornaacutel a kiinduloacute egyenlet

UT = IC RC + UCE

A munkaegyenes meredekseacutegeacutet kizaacuteroacutelag a kimeneti koumlrben elhelyezett ellenaacutellaacutes vagy ellenaacutellaacutesok eacuterteacuteke befolyaacutesolja

A munkaegyenesen bejeloumllt 1-es eacutes 2-es pontok koumlzoumltt talaacutelhatoacute a tranzisztor normaacutel műkoumldeacutesi tartomaacutenya

Munkaellenaacutellaacutes dinamikus uumlzemmoacutedban az aktiacutev elem kimeneti koumlreacuteben elhelyezett ellenaacutellaacutes vagy ellenaacutellaacutesok melynek hataacutesaacutera vezeacuterleacuteskor a kimeneti feszuumlltseacuteg vaacuteltozik

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

6

Munkapontbeaacutelliacutetaacutes a műszaki gyakorlatban az erősiacutetőfokozatok uumlzemi műkoumldeacuteseacutenek felteacutetelekeacutent az aktiacutev elem bemeneti eacutes kimeneti kapcsaira előiacutert eacuterteacutekű egyenfeszuumlltseacutegek beaacutelliacutetaacutesa

Optimaacutelis munkapontbeaacutelliacutetaacutes egyetlen taacutepegyseacuteggel eacutes kuumlloumlnboumlző helyekre kapcsolt ellenaacutellaacutesokkal egyenfeszuumlltseacutegek biztosiacutetaacutesa Termeacuteszetesen az ellenaacutellaacutesok az erősiacutetők jellemzőit is befolyaacutesoljaacutek

Az 5 eacutes 6 aacutebraacuten egy NPN tiacutepusuacute bipolaacuteris tranzisztor eacutes egy N csatornaacutes jFET tranzisztornaacutel alkalmazott munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesokat laacutethatunk

5 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor munkapontjaacutenak beaacutelliacutetaacutesa

A bipolaacuteris tranzisztoros kapcsolaacutesi rajzokon a munkaponti adatok a koumlvetkezők UBEo UCEo IBo ICo IEo A munkaponti adatok koumlzuumll az UBEo eacuterteacuteke germaacutenium alapanyag eseteacuten 02-03V sziliacutecium tranzisztoroknaacutel 06-07 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

7

6 aacutebra Teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor munkapontjaacutenak beaacutelliacutetaacutesa

A teacutervezeacuterleacutesű tranzisztoros kapcsolaacutesi rajzokon a munkaponti adatok a koumlvetkezők UGSo UDSo IDo

A P csatornaacutes bipolaacuteris tranzisztornaacutel eacutes a MOSFET tiacutepusuacute tranzisztoroknaacutel a munkapontbeaacutelliacutetaacutes hasonloacute elveken alapszik

A munkapont-beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meacuteretezeacutese a munkaponti adatok ismereteacuteben az Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyek segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik Neacutezzuumlnk neacutehaacuteny egyszerű meacuteretezeacutesi mintapeacuteldaacutet

1 mintapeacutelda

Meacuteretezzuumlk az 5 aacutebraacuten laacutethatoacute baacutezis-ellenaacutellaacutesos koumlzoumls emitteres erősiacutető munkapont-beaacutelliacutetoacute elemeit (RC RE RB)

Munkaponti adatok

UT = 15 V UBE0 = 06 V IC0 = 6 mA IB0 = 50 μA UCE0 = 52 V URE = 2 V

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

8

A kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval feliacuterjuk a meghataacuterozandoacute ellenaacutellaacutesokon eső egyenfeszuumlltseacuteget eacutes elosztjuk az ellenaacutellaacutesokon aacutetfolyoacute egyenaacuterammal

k 136

22515

0

mA

VVV

I

UUUR

C

RECEOTC

k 250 50

V 2V 06V 15

0

0

AI

UUUR

B

REBETB

330 506

V 2

00

AmAII

RUR

BC

EE

(Amennyiben a kiszaacutemiacutetott ellenaacutellaacutes eacuterteacutekekhez a műszaki gyakorlatban nem tartoznak ellenaacutellaacutesok akkor az elmeacuteleti eredmeacutenyekhez legkoumlzelebb eső szabvaacutenyos eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesokat kell vaacutelasztani)

2 mintafeladat

Meacuteretezzuumlk a 6 aacutebraacuten laacutethatoacute source-ellenaacutellaacutesos source kapcsolaacutesuacute jFET-es erősiacutető munkapont-beaacutelliacutetoacute elemeit (RS RD)

Munkaponti adatok

UT = 15 V ID0 = 1 mA UGS0 = -25 V UDS0 = 65 V A kapcsolaacutesban feltuumlntetett R1 ellenaacutellaacutes a munkapont beaacutelliacutetaacutesban nem jaacutetszik szerepet

Megoldaacutes

A kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel itt is az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesa toumlrteacutenik

k 52mA 1

V 25

0

0 D

GSS I

UR

Magyaraacutezat vezeacuterleacutes neacutelkuumll az R1 ellenaacutellaacuteson nem folyik aacuteram iacutegy nem esik rajta feszuumlltseacuteg ezeacutert az RS ellenaacutellaacuteson a hurok toumlrveacuteny szerint 25 V feszuumlltseacutegnek kell esnie

kmA

V

I

UR

D

RD

D 61

6

0

Magyaraacutezat a kimeneti oldalra feliacutert huroktoumlrveacuteny segiacutetseacutegeacutevel kifejezhető az RD ellenaacutellaacutesra jutoacute egyenfeszuumlltseacuteg

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

9

VVVVUUUU

UUUU

SD

SD

RDSTR

DSRRT

65256150

0

ERŐSIacuteTŐK AKTIacuteV ALAPELEMEINEK HELYETTESIacuteTŐ KEacutePEI Az erősiacutetők aktiacutev diszkreacutet elemeinek tekintjuumlk a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorokat Mindkeacutet aktiacutev elem 3 kivezeteacutessel rendelkezik de erősiacutető alapkapcsolaacutesokban az egyik elektroacutedaacutet a bemenet-kimenet szempontjaacuteboacutel koumlzoumlsnek tekintjuumlk s iacutegy a tranzisztorok aktiacutev lineaacuteris neacutegypoacuteluskeacutent kezelhetők Az ilyen tiacutepusuacute neacutegypoacutelusokhoz az elektronikai meacuteretezeacutes helyettesiacutető keacutepeket rendel

Helyettesiacutető keacutep az elektronikai eszkoumlz jellemzeacuteseacutet segiacutető elektronikai szaacutemiacutetaacutesok szempontjaacuteboacutel egyeneacuterteacutekű hagyomaacutenyos alapelemekből feleacutepiacutetett aacuteramkoumlr Az ilyen kapcsolaacutes elektronikai szempontboacutel ugyanuacutegy viselkedik mint az eredeti elektronikai eszkoumlz Az erősiacutetőelemek helyettesiacutető keacutepe feszuumlltseacuteg- eacutesvagy aacuteramgeneraacutetorokboacutel valamint passziacutev elemekből feleacutepiacutetett lineaacuteris neacutegypoacutelus A helyettesiacutető keacutepek alkalmazaacutesa szemleacuteletesseacute eacutes aacutetlaacutethatoacutebbaacute teszi az erősiacutetők műkoumldeacuteseacutet meacuteretezeacuteseacutet

Az aktiacutev elemek neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeineacutel a hibrid (h) az inverz hibrid (d) vagy az admittancia (y) parameacutetereket alkalmazzaacutek

Hibrid (vegyes h) parameacuteterű egyenletrendszer

2221212

2121111

uhihi

uhihu

Inverz hibrid (fordiacutetott vegyes d) parameacuteterű egyenletrendszer

i d u d i

u d u d i1 11 1 12 2

2 21 1 22 2

Admittancia (vezetőkeacutepesseacuteg y) parameacuteteres egyenletrendszer

i y u y u

i y u y u1 11 1 12 2

2 21 1 22 2

1 Bipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepe

Kisfrekvenciaacutes műkoumldteteacutesneacutel a bipolaacuteris tranzisztorokhoz leggyakrabban a hibrid (h) parameacutetereket hasznaacuteljaacutek

Nagyfrekvenciaacuten az admittancia (y) parameacutetereket alkalmazzaacutek

A 7 eacutes 8 aacutebraacuten az NPN tiacutepusuacute bipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei laacutethatoacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

10

7 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor kisfrekvenciaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

8 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor nagyfrekvenciaacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A bipolaacuteris tranzisztoroknaacutel megfigyelhető hogy 1 db aacuteramgeneraacutetorral eacutes 2 db ellenaacutellaacutessal megalkothatoacute a helyettesiacutető keacutep Termeacuteszetesen a PNP tranzisztorokhoz illetve azok koumlzoumls kollektoruacute eacutes koumlzoumls baacutezisuacute alkalmazaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

1 Unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei

A teacutervezeacuterleacutesű tranzisztorokhoz meacutereacutestechnikai szempontok szerint az admittancia (y) vagy az inverz hibrid (d) parameacutetereket alkalmazzaacutek

A 9 eacutes 10 aacutebraacuten N csatornaacutes source kapcsolaacutesuacute jFET tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei tanulmaacutenyozhatoacutek

9 aacutebra jFET tranzisztor admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

11

10 aacutebra jFET tranzisztor inverz hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Az unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepein megfigyelhető hogy a bemeneti aacuteramuk elhanyagolhatoacute iacutegy bemenetuumlk szakadaacutesnak tekinthető A helyettesiacutető keacutep 1db feszuumlltseacuteg- vagy aacuteramgeneraacutetorboacutel 1 db ellenaacutellaacutesboacutel eacutes egy db szakadaacutes jelkeacutepből oumlsszerakhatoacute

Termeacuteszetesen a P csatornaacutes jFET-ekhez vagy a MOSFET-ekhez illetve azok drain eacutes gate kapcsolaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

Az eddigiekben koumlrbejaacutertuk a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorok neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeit Az elsajaacutetiacutetott ismeretek birtokaacuteban elkeacutesziacutethető baacutermely erősiacutető alapkapcsolaacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute helyettesiacutető keacutepe Gyakorlati peacuteldakeacutent a 11 aacutebraacuten vizsgaacuteljuk meg egy koumlzoumls emitteres baacutezisosztoacutes alapkapcsolaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

11 aacutebra Koumlzoumls emitteres alapkapcsolaacutes eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A 11 aacutebra NPN tranzisztoros emitter kapcsolaacutesuacute erősiacutetőjeacutet feszuumlltseacuteggeneraacutetor (ug Rg) vezeacuterli s a kimeneteacutet terhelő ellenaacutellaacutes (Rt) zaacuterja Az aacutebraacuten elkuumlloumlniacutetve felismerhető a tranzisztor hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe A baacutezisosztoacute (R1 R2) eacutes a munkaellenaacutellaacutes (Rc) elhelyezkedeacuteseacutet a helyettesiacutető keacutepen magyaraacutezza hogy az UT feszuumlltseacutegű taacutepegyseacuteg vaacuteltakozoacute aacuteram szempontjaacuteboacutel roumlvidzaacuternak tekinthető A kondenzaacutetorok (Cbe Cki CE) vaacuteltakozoacute aacuteramon a helyettesiacutető keacutepen szinteacuten roumlvidzaacuterkeacutent szerepelnek Az emitter kondenzaacutetor a helyettesiacuteteacutesneacutel az emitter ellenaacutellaacutet is roumlvidre zaacuterja

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

12

Termeacuteszetesen hasonloacutean helyettesiacutethető a toumlbbi bipolaacuteris tranzisztoros alapkapcsolaacutes s ugyanilyen moacutedszerrel megalkothatoacutek a teacutervezeacuterleacutesű tranzisztoros alapkapcsolaacutesok helyettesiacutető keacutepei

Az erősiacutetők vaacuteltakozoacute aacuteramuacute jellemzőit a kapcsolaacutesi rajzuk eacutes helyettesiacutető keacutepeik segiacutetseacutegeacutevel lehet legszemleacuteletesebben eacutertelmezni

ERŐSIacuteTŐK JELLEMZŐI Erősiacutető elektronikus aacuteramkoumlr aktiacutev neacutegypoacutelus amely a bemeneteacutere vezetett elektromos jelből a kimeneteacuten megegyező hullaacutemformaacutejuacute de tetszőlegesen nagyobb eacuterteacutekű elektromos jelet szolgaacuteltat A kapcsolaacuteshoz alkalmazott taacutepegyseacuteg energiaacuteja fedezi a nagyobb eacuterteacutekű jel teljesiacutetmeacutenynoumlvekedeacuteseacutet

Erősiacuteteacutes vezeacuterelt teljesiacutetmeacuteny-aacutetalakiacutetaacutes

A 12 aacutebraacuten egy erősiacutető aacuteltalaacutenos toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese laacutethatoacute Az erősiacutető bemeneteacuten egy ug feszuumlltseacutegű Rg belső ellenaacutellaacutesuacute generaacutetor biztosiacutetja az ube bemeneti feszuumlltseacuteget eacutes ibe bemeneti aacuteramot A kimeneten Rt terhelő ellenaacutellaacuteson joumln leacutetre az uki kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes az iki kimeneti aacuteram

12 aacutebra Erősiacutető toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese

A toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutesen feltuumlntetett haacuteromszoumlg jelkeacutepezi az erősiacuteteacutes iraacutenyaacutet Az erősiacuteteacutesek megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz aktiacutev elem(ek) (bipolaacuteris eacutesvagy unipolaacuteris tranzisztorok) szuumlkseacutegesek Az erősiacutető kapcsolaacutesokban a munkapont beaacutelliacutetaacutesaacutera ellenaacutellaacutesok kellenek melyek befolyaacutesoljaacutek az erősiacutető jellemzőit is A gyakorlati aacuteramkoumlroumlkben a megfelelő műkoumldeacutest kondenzaacutetorok is biztosiacutetjaacutek

Az erősiacutetőket kuumlloumlnboumlző szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk A kuumlloumlnboumlző erősiacutetőfajtaacutekat s azok roumlvid ismertetőjeacutet - a teljesseacuteg igeacutenye neacutelkuumll - a 13 aacutebra tartalmazza

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

13

13 aacutebra Az erősiacutetők csoportosiacutetaacutesa

Az erősiacutetők legfontosabb jellemzői az alaacutebbi csoportokba sorolhatoacutek

- Erősiacuteteacutesek - Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes - Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

1 Erősiacuteteacutesek

Az erősiacutető kapcsolaacutesoknaacutel eacutertelmezett erősiacuteteacutesek feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes aacuteramerősiacuteteacutes teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes Az erősiacuteteacutesek kifejezhetők viszonyszaacutemban eacutes logaritmikusan decibel-ben is Az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacuteseket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesokhoz alkalmazzaacutek

Feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti feszuumlltseacuteg csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskiu U

U

U

UA

dBAa uu lg 20

Aacuteramerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti aacuteram csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

14

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskii I

I

I

IA

dBAa ii lg 20

Teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti teljesiacutetmeacuteny csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

iueffbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskip AA

P

P

P

PA

dBAa pp lg 10

Szinuszos vezeacuterleacutes eseteacuten a csuacutecseacuterteacutek eacutes az effektiacutev eacuterteacutek koumlzoumltti kapcsolat

2

csuacutecseacuterteacutekeacuterteacutekeffektiacutev

Fontos az erősiacuteteacutesek a valoacutesaacutegban preciacutezen csak komplex szaacutemokkal eacutertelmezhetők mert bemeneti eacutes kimeneti jelei ritkaacuten azonos faacutezisuacuteak A fenti oumlsszefuumlggeacutesek a faacutezisszoumlget nem veszik figyelembe

2 Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes

Az erősiacutetők bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesait az Ohm toumlrveacuteny alkalmazaacutesaacuteval iacuterhatjuk fel Az oumlsszefuumlggeacutesekben a csuacutecseacuterteacutekekkel vagy az effektiacutev eacuterteacutekekkel szaacutemolunk Az alaacutebbi keacutepleteket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesnaacutel alkalmazzaacutek

Bemeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető bemeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ube) eacutes bemeneti aacuteramaacutenak (Ibe) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effbe

effbe

csuacutecsbe

csuacutecsbebe I

U

I

Ur

Kimeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető terheleacutes neacutelkuumlli uumlresjaacuterati kimeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ukiuuml) eacutes kimeneti roumlvidzaacuteraacutesi aacuteramaacutenak (Ikir) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effrki

effuumlki

csuacutecsrki

csuacutecsuumlkiki I

U

I

Ur

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

15

14 aacutebra Az erősiacutető feleacutepiacuteteacutese a bemenet eacutes a kimenet szempontjaacuteboacutel

A 14 aacutebraacuten megfigyelhető hogy az erősiacutető bemeneti reacuteszeacutet a bemeneti ellenaacutellaacutes keacutepviseli amely terheli a vezeacuterlő generaacutetort Az erősiacutető kimeneti oldala generaacutetorkeacutent foghatoacute fel amelyet a terhelő ellenaacutellaacutes terhel

Elmeacuteleti meacuteretezeacutesekneacutel a pontos oumlsszefuumlggeacuteseket az erősiacutető teljes helyettesiacutető keacutepe alapjaacuten lehet feliacuterni

3 Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

Az erősiacutetők gyakorlati alkalmazaacutesa egyeacuteb jellemzők ismereteacutet is megkoumlveteli Ezek koumlzuumll a legfontosabbak a koumlvetkezők frekvenciamenet hataacuterfrekvenciaacutek saacutevszeacutelesseacuteg zajteacutenyező torziacutetaacutesi teacutenyezők

Frekvenciamenet az erősiacutető frekvencia-aacutetviteleacutere jellemző diagram amely a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes frekvenciafuumlggeacuteseacutet szemleacutelteti

Hataacuterfrekvenciaacutek (fa ff) azon keacutet frekvencia amelyekneacutel az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacutese a koumlzepes frekvenciaacuten (fk) meacutert erősiacuteteacutes 707 -a illetve az erősiacuteteacutes 3 dB-lel kisebb mint a koumlzepes frekvenciaacuten meacutert erősiacuteteacutes dB-ben A keacutet hataacuterfrekvencia fa alsoacute- ff felső hataacuterfrekvencia A műszaki gyakorlatban az erősiacutetők alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet leginkaacutebb a laacutethatoacute csatoloacute kondenzaacutetorok kapacitaacutesai (Cbe Cki) okozzaacutek A 3 dB-es erősiacuteteacutescsoumlkkeneacutesből matematikailag az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek vezethetők le

gbeC RrXbe

gbea

be RrfC

2

1

tkiC RrXki

tkiaki Rrf

C

2

1

A felső hataacuterfrekvenciaacutet doumlntően a laacutethatatlan szoacutert- szereleacutesi- eacutes reacutetegkapacitaacutesok okozzaacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

16

Saacutevszeacutelesseacuteg (B) az alsoacute- eacutes a felső hataacuterfrekvenciaacutek koumlzoumltti frekvenciatartomaacuteny

af ffB

A 15 aacutebra szemleacutelteti egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciameneteacutet saacutevszeacutelesseacutegeacutet alsoacute- eacutes felső hataacuterfrekvenciaacutejaacutet

15 aacutebra Egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciamenete

A 15 aacutebraacuten megfigyelhető egy gyakorlati szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciafuumlggeacutese hataacuterfrekvenciaacutei koumlzepes frekvenciaacuteja eacutes saacutevszeacutelesseacutege

A műszaki gyakorlatban alkalmazott erősiacutetőkkel szemben elvaacuteraacutes hogy a műkoumldeacutesi tartomaacutenyban a bemeneti eacutes kimeneti jel alakja ne teacuterjen el egymaacutestoacutel A valoacutesaacutegban felleacutepő zajok zavarok torziacutetaacutesokat okoznak a felerősiacutetett jel alakjaacuteban

A tovaacutebbiakban megvizsgaacuteljuk a zajok eacutes torziacutetaacutesok erősiacutetőkre gyakorolt hataacutesait a zajok eacutes torziacutetaacutesok legfontosabb jellemzőit

Jel a hasznos informaacutecioacutet tartalmazoacute feszuumlltseacuteg vagy aacuteram meghataacuterozott időfuumlggveacuteny szerinti vaacuteltozaacutesa

Zaj zavaroacute jelek oumlsszesseacutege melynek időfuumlggveacutenye szabaacutelytalan s hasznos informaacutecioacutet nem tartalmaz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

17

Az erősiacutetőkben keletkező zajokat doumlntő meacuterteacutekben a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen mozgaacutesa okozza Az ilyen zajok felleacutepnek az erősiacutető ohmos jellegű ellenaacutellaacutesaiban eacutes aktiacutev eszkoumlzeiben egyaraacutent Fajtaacutei

Termikus zaj a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen hőmozgaacutesa miatt felleacutepő zaj Eacuterteacutekeacutet aacutetlagos zajteljesiacutetmeacutenykeacutent zajfeszuumlltseacutegkeacutent vagy zajaacuteramkeacutent adjaacutek meg

Soumlreacutetzaj feacutelvezetőkben a toumllteacuteshordozoacutek PN aacutetmeneten toumlrteacutenő aacutethaladaacutesaacutenaacutel keletkezik Kisfrekvenciaacuten főleg a Zener dioacutedaacuteknaacutel jelentős

Villoacutedzaacutesi zaj (flicker-zaj) aktiacutev eacutes passziacutev aacuteramkoumlri elemeken a gyaacutertaacutestechnoloacutegia koumlvetkezteacuteben felleacutepő zaj Kisfrekvenciaacuten leginkaacutebb a MOSFET-ekneacutel veszeacutelyes

Jelzaj viszony a jelteljesiacutetmeacuteny eacutes a zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve Az erősiacutető zajossaacutegaacutenak egyik szaacutemszerű jellemzője (Angol roumlvidiacuteteacutessel SNR vagy SN rarr Signal to Noise Ratio)

dBlg10

dB

zaj

jel

zaj

jel

P

P

P

P

A keacutepletben Pjel rarr jelteljesiacutetmeacuteny Pzaj rarr zajteljesiacutetmeacuteny

Zajteacutenyező az erősiacutető bemeneteacutere eacutes kimeneteacutere vonatkoztatott jelzaj viszonyok haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dB1

lg10lg10e

dB

bzaj

kizaj

p

kizaj

kijel

bezaj

bejel

P

P

A

P

P

P

P

F

A keacutepletben AP rarr az erősiacutető teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutese

Zajszint a hangossaacuteg eacuterzeacutekeleacuteseacutehez tartozoacute jellemző amely a meacutert zajteljesiacutetmeacuteny eacutes a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dBlg100

dB

zaj

zaj

P

Pd

A keacutepletben viszonyiacutetaacutesi alapkeacutent a Pzaj0 rarr a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz (1 kHz-neacutel 10-12 Wm2) tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny szerepel

Eacuterdekesseacuteg a zajszint emberi szervezetre gyakorolt hataacutesa a hangossaacuteg fuumlggveacutenyeacuteben a koumlvetkező

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

18

- 30 dB zajszint rarr pszicheacutes - 65 dB zajszint rarr vegetatiacutev - 90 dB zajszint rarr halloacuteszervi - 120 dB zajszint rarr faacutejdalomkuumlszoumlb - 120 -130 dB zajszint rarr maradandoacute hallaacuteskaacuterosodaacutes - 160 dB zajszint rarr dobhaacutertyarepedeacutes - 175 dB zajszint rarr halaacutelos koumlvetkezmeacutenyű

Torziacutetaacutes erősiacutetőkben felleacutepő jelenseacuteg melynek hataacutesaacutera a vezeacuterlő analoacuteg jel időfuumlggveacutenyeacutenek tulajdonsaacutegai a kimenetre eacuterve nem kiacutevaacutent moacutedon megvaacuteltoznak Maacuteskeacutent fogalmazva a jel spektrumaacuteban talaacutelhatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute oumlsszetevők erősiacuteteacuteskor moacutedosulnak A torzulaacutesok meacuterteacutekeacutet a vezeacuterlő analoacuteg jel frekvenciaacuteja eacutes amplituacutedoacuteja befolyaacutesolja

Lineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti (frekvenciatorziacutetaacutes) illetve moacutedosiacutetja a jel komponenseinek egymaacuteshoz viszonyiacutetott faacutezishelyzeteacutet (faacutezistorziacutetaacutes) A lineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető frekvenciafuumlggő lineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (L C) okozzaacutek

Nemlineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző amplituacutedoacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti Az erősiacutető kimeneteacuten nem kiacutevaacutenatos jeloumlsszetevők jelennek meg Harmonikus torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacutejaacutenak (alapharmonikus) egeacutesz szaacutemuacute toumlbbszoumlroumlsei (felharmonikusok) Modulaacutecioacutes torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacuteinak oumlsszegei eacutes kuumlloumlnbseacutegei A nemlineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető nemlineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (feacutelvezető eszkoumlzoumlk) okozzaacutek

Harmonikus torziacutetaacutesi teacutenyező az oumlsszegzett felharmonikusok effektiacutev eacuterteacutekeacutenek eacutes a teljes jel effektiacutev eacuterteacutekeacutenek az araacutenya -ban kifejezve

223

22

21

223

22

n

nh

UUUU

UUUk

U1rarr az alapharmonikus jel feszuumlltseacutegeacutenek effektiacutev eacuterteacuteke

U2 U3hellipUn rarr a felharmonikus jelek feszuumlltseacutegeinek effektiacutev eacuterteacuteke

4 Erősiacutetők meacuteretezeacutese

Az erősiacutető fokozatok meacuteretezeacutese a műszaki gyakorlatban leegyszerűsiacutetve 3 fő leacutepeacutesből aacutell A meacuteretezeacutes leacutepeacutesei

1 leacutepeacutes az aacuteramkoumlr feleacutepiacuteteacuteseacutenek megtervezeacutese az aacuteramkoumlr megrajzolaacutesa

2 leacutepeacutes munkapont beaacutelliacutetaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

19

3 leacutepeacutes vaacuteltakozoacute aacuteramuacute erősiacutető parameacuteterek meghataacuterozaacutesa

Az eddig taacutergyaltak alapjaacuten tegyuumlnk kiacuteseacuterletet egy kivaacutelasztott erősiacutető alapkapcsolaacutes meacuteretezeacuteseacutere

MEacuteRETEZEacuteSI FELADAT

Veacutegezzuumlk el a 16 aacutebraacuten laacutethatoacute source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető meacuteretezeacuteseacutet

Munkaponti adatok UGS0 = -2 V UDS0 = 8 V ID0 = 14 mA jFET parameacuteterek y21 = 10 mS y22 = 25 microS Egyeacuteb adatok UT = 24 V RG = 200 kΩ Rt = 15 kΩ ug = 25 mV Rg = 25 kΩ Feladatok a) Hataacuterozzuk meg RS eacutes RD eacuterteacutekeacutet b) Hataacuterozzuk meg a fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet c) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet d) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutegeacutet e) Hataacuterozzuk meg Cki eacuterteacutekeacutet uacutegy hogy a kapcsolaacutes alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa =15 Hz legyen (A toumlbbi kapacitaacutes nem szoacutel bele az aacutetvitelbe)

16 aacutebra Source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

20

a) Az aacuteramkoumlroumln bejeloumllt egyenfeszuumlltseacutegek eacutes egyenaacuteramok figyelembeveacuteteleacutevel az oumlsszefuumlggeacutesek feliacuteraacutesaacutehoz az elektrotechnika Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyeit alkalmazzuk (A kapcsolaacutes bemeneteacuten az IG gate aacuteram elhanyagolhatoacute)

SRGS UU 0

kI

UR

D

GSS 431

mA 41

V 2

0

0

kV

I

UUUR

D

RDSTD

S 10mA 41

2V 8V 24

0

0

b) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet a kapcsolaacutes y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacuteből lehet legegyszerűbben meghataacuterozni A helyettesiacutető keacutep a 17 aacutebraacuten laacutethatoacute

17 aacutebra A source kapcsolaacutesuacute erősiacutető y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Ha a bemenet felől illetve a kimenet felől betekintuumlnk a helyettesiacutető neacutegypoacutelusba koumlnnyedeacuten feliacuterhatjuk a bemeneti eacutes a kimeneti ellenaacutellaacutes oumlsszefuumlggeacuteseacutet majd behelyettesiacuteteacutes utaacuten meghataacuterozhatjuk az eacuterteacutekeket

kRr Gbe 200

kS

ky

Rr Dki 825

110

1

22

c) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes meghataacuterozaacutesaacutehoz egy roumlvid levezeteacutes utaacuten eljuthatunk

be

kiut u

uA

tD

sbeski RR

yuyu

2221

1

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

21

152)158(10)(21 kkmSRRyA tkiut

A veacutegeredmeacutenyből laacutethatoacute hogy az erősiacutető faacutezist fordiacutet

d) A kimeneti feszuumlltseacuteg meghataacuterozaacutesaacutehoz előszoumlr fel kell iacuterni a vezeacuterlő generaacutetorboacutel az erősiacutető bemeneteacutere jutoacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteget majd a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes segiacutetseacutegeacutevel kimeneti feszuumlltseacuteggeacute alakiacutetva hataacuterozhatjuk meg a pontos eacuterteacuteket

mVRR

Ruu

gG

Ggbe 2222

k 25k 002

k 002mV 25

VmVuAu beutkit 1612222152

e) A megadott parameacuteterek szerint az erősiacutető alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet csak a Cki kimeneti kapacitaacutes okozza Az erősiacutető helyettesiacutető keacutepeacutenek kimeneti koumlreacuteben (ld 18 aacutebra) a hataacuterfrekvencia definiacutecioacutejaacuteboacutel adoacutedoacute egyenlőseacutegből a hataacuterfrekvencia kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz juthatunk

18 aacutebra Az erősiacutető kimeneti koumlreacutenek kisfrekvenciaacutes helyettesiacutető keacutepe

A feszuumlltseacutegosztaacutes toumlrveacutenyeacutet alkalmazva levezeteacutessel bizonyiacutethatoacute hogy a hataacuterfrekvenciaacuten bekoumlvetkező 3 dB-es erősiacuteteacutes szintcsoumlkkeneacutesneacutel a csatoloacute kondenzaacutetor reaktanciaacuteja eacuterteacutekre megegyezik a koumlruumlloumltte elhelyezkedő ellenaacutellaacutesok eredőjeacutevel

tkitDC RrRRy

Xki

22

1

kiaC Cf

Xki

2

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 46210511080152

1

2

144

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 4: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

3

Lineaacuteris tartomaacuteny (I) rarr az aktiacutev elem aacuterama egyenesen araacutenyos a vezeacuterlő feszuumlltseacuteg időbeni vaacuteltozaacutesaacuteval Az M1 munkapont koumlrnyezeteacuteben az aktiacutev elem lineaacuterisan műkoumldik Ebben a tartomaacutenyban az aktiacutev elem alakhű erősiacuteteacutesre alkalmazhatoacute

Nemlineaacuteris tartomaacuteny (II) rarr az aktiacutev elem aacuterama nem egyenesen araacutenyos a vezeacuterlő feszuumlltseacuteg időbeni vaacuteltozaacutesaacuteval Az M2 munkapont koumlrnyezeteacuteben az aktiacutev elem nemlineaacuterisan műkoumldik Az ilyen elhelyezeacutesű munkapontot leginkaacutebb kapcsoloacuteeszkoumlzoumlkneacutel hasznaacuteljaacutek ki

A 2 aacutebra bemutatja mindkeacutet munkapont beaacutelliacutetaacutesnaacutel egy bipolaacuteris tranzisztor jelaacutetviteleacutet

2 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor vezeacuterleacutese lineaacuteris eacutes nemlineaacuteris uumlzemmoacutedban

Laacutethatoacute hogy az M1 munkapont koumlruumlli szakaszon vezeacuterelt erősiacutető lineaacuterisan viszi aacutet a jelet Az M2 munkapont alkalmazaacutesaacutenaacutel a kimeneti jel eltorzul a jelaacutetvitel nemlineaacuteris

1 Sztatikus uumlzemmoacuted

Sztatikus uumlzemmoacutedban a bemeneti vezeacuterleacutes hataacutesaacutera csak az aktiacutev eszkoumlz kimeneti aacuterama vaacuteltozik a kimeneti feszuumlltseacutege aacutellandoacute marad Ilyenkor az aktiacutev elem kimeneti koumlreacuteben roumlvidzaacuter van Neacutegy feacutele munkapont beaacutelliacutetaacutes lehetseacuteges attoacutel fuumlggően hogy a munkapontot az aktiacutev elem aacutetviteli karakterisztikaacutejaacutenak melyik reacuteszeacutere aacutelliacutetjuk be

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

4

A osztaacutelyuacute beaacutelliacutetaacutes (MA) munkapont elhelyezeacutes a lineaacuteris szakaszon s vezeacuterleacuteskor a munkapont veacutegig a lineaacuteris szakaszon mozog Az aktiacutev elem a vezeacuterlő jel mindkeacutet feacutelperioacutedusaacuteban lineaacuterisan műkoumldik

B osztaacutelyuacute beaacutelliacutetaacutes (MB) munkapont elhelyezeacutes a lezaacuteraacutesi pontban s vezeacuterleacuteskor a munkapont a jelleggoumlrbe mindkeacutet tartomaacutenyaacuteba aacutetkeruumll Ilyenkor az aktiacutev elem csak a vezeacuterlő jel egyik feacutelperioacutedusaacuteban műkoumldik erősiacutető elemkeacutent

AB osztaacutelyuacute beaacutelliacutetaacutes (MAB) munkapont elhelyezeacutes az MA eacutes MB koumlzoumltti tartomaacutenyban Vezeacuterleacuteskor feacutel perioacutedusidőneacutel hosszabb ideig folyik aacuteram az aktiacutev elemen

C osztaacutelyuacute beaacutelliacutetaacutes (MC) munkapont elhelyezeacutes a karakterisztika zaacuteraacutesi tartomaacutenyaacuteban Vezeacuterleacuteskor feacutel perioacutedusidőneacutel roumlvidebb ideig folyik aacuteram az aktiacutev elemen

A 3 aacutebraacuten sztatikus uumlzemmoacutedban laacutethatoacute egy bipolaacuteris tranzisztor vezeacuterleacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetott aacuteramkoumlri megoldaacutes valamint a jellegzetes munkapont elhelyezeacutesek

FONTOS A reacutegebbi szabvaacutenyok a tranzisztoroknaacutel a koumlrbe foglalt jeloumlleacutest alkalmaztaacutek de az MSZ EN 60617-x szabvaacutenynak a koumlr neacutelkuumlli jeloumlleacutesek felelnek meg A bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorokat tartalmazoacute aacuteramkoumlroumlk kezeleacuteseacuteneacutel ez a tananyagelem az aktiacutev aacuteramkoumlri elem koumlrbefoglalaacutesaacutet alkalmazza

3 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor vezeacuterleacutese sztatikus uumlzemmoacutedban

A fenti aacuteramkoumlrben a munkapont beaacutelliacutetaacutesaacutehoz meghataacuterozott egyenfeszuumlltseacutegeket (UBEo UCE) kell alkalmazni az aktiacutev elem bemeneti eacutes kimeneti koumlreacuteben Az egyenfeszuumlltseacutegek szabjaacutek meg hogy a tranzisztor milyen munkapontba keruumll Az Uvezeacuterlő jelet az UBEo munkaponti egyenfeszuumlltseacutegre kell raacuteuumlltetni (szuperponaacutelni) Az oumlsszetett bemeneti jel

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

5

UBE = UBEo+Uvezeacuterlő

A legjobb kivezeacuterelhetőseacuteg uacutegy eacuterhető el ha A osztaacutelyuacute munkapont beaacutelliacutetaacutest alkalmazunk s az MA munkapontot a jelleggoumlrbe lineaacuteris tartomaacutenyaacutenak koumlzepeacutere vaacutelasztjuk Ekkor is hataacutert szab a maximaacutelisan megengedett kollektor aacuteram (ICmax)

2 Dinamikus uumlzemmoacuted

Dinamikus uumlzemmoacutedban a bemeneti vezeacuterleacutes hataacutesaacutera az aktiacutev eszkoumlz kimeneti feszuumlltseacutege koumlveti a bemeneti jel vaacuteltozaacutesaacutet Ilyenkor az aktiacutev elem kimeneti koumlreacuteben egy munkaellenaacutellaacutes talaacutelhatoacute

A 4 aacutebraacuten egy bipolaacuteris tranzisztor dinamikus vezeacuterleacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetott aacuteramkoumlr elvi kapcsolaacutesa eacutes a kimeneti karakterisztika munkaegyenese tanulmaacutenyozhatoacute

4 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor vezeacuterleacutese dinamikus uumlzemmoacutedban

Munkaegyenes az aktiacutev elem kimeneti karakterisztikaacutejaacuten a kimeneti koumlrben meacuterhető feszuumlltseacuteg eacutes a kimeneti aacuteram koumlzoumltti lineaacuteris kapcsolat grafikus megjeleniacuteteacuteseacutet szimbolizaacuteloacute egyenes Bipolaacuteris tranzisztornaacutel a kiinduloacute egyenlet

UT = IC RC + UCE

A munkaegyenes meredekseacutegeacutet kizaacuteroacutelag a kimeneti koumlrben elhelyezett ellenaacutellaacutes vagy ellenaacutellaacutesok eacuterteacuteke befolyaacutesolja

A munkaegyenesen bejeloumllt 1-es eacutes 2-es pontok koumlzoumltt talaacutelhatoacute a tranzisztor normaacutel műkoumldeacutesi tartomaacutenya

Munkaellenaacutellaacutes dinamikus uumlzemmoacutedban az aktiacutev elem kimeneti koumlreacuteben elhelyezett ellenaacutellaacutes vagy ellenaacutellaacutesok melynek hataacutesaacutera vezeacuterleacuteskor a kimeneti feszuumlltseacuteg vaacuteltozik

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

6

Munkapontbeaacutelliacutetaacutes a műszaki gyakorlatban az erősiacutetőfokozatok uumlzemi műkoumldeacuteseacutenek felteacutetelekeacutent az aktiacutev elem bemeneti eacutes kimeneti kapcsaira előiacutert eacuterteacutekű egyenfeszuumlltseacutegek beaacutelliacutetaacutesa

Optimaacutelis munkapontbeaacutelliacutetaacutes egyetlen taacutepegyseacuteggel eacutes kuumlloumlnboumlző helyekre kapcsolt ellenaacutellaacutesokkal egyenfeszuumlltseacutegek biztosiacutetaacutesa Termeacuteszetesen az ellenaacutellaacutesok az erősiacutetők jellemzőit is befolyaacutesoljaacutek

Az 5 eacutes 6 aacutebraacuten egy NPN tiacutepusuacute bipolaacuteris tranzisztor eacutes egy N csatornaacutes jFET tranzisztornaacutel alkalmazott munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesokat laacutethatunk

5 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor munkapontjaacutenak beaacutelliacutetaacutesa

A bipolaacuteris tranzisztoros kapcsolaacutesi rajzokon a munkaponti adatok a koumlvetkezők UBEo UCEo IBo ICo IEo A munkaponti adatok koumlzuumll az UBEo eacuterteacuteke germaacutenium alapanyag eseteacuten 02-03V sziliacutecium tranzisztoroknaacutel 06-07 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

7

6 aacutebra Teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor munkapontjaacutenak beaacutelliacutetaacutesa

A teacutervezeacuterleacutesű tranzisztoros kapcsolaacutesi rajzokon a munkaponti adatok a koumlvetkezők UGSo UDSo IDo

A P csatornaacutes bipolaacuteris tranzisztornaacutel eacutes a MOSFET tiacutepusuacute tranzisztoroknaacutel a munkapontbeaacutelliacutetaacutes hasonloacute elveken alapszik

A munkapont-beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meacuteretezeacutese a munkaponti adatok ismereteacuteben az Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyek segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik Neacutezzuumlnk neacutehaacuteny egyszerű meacuteretezeacutesi mintapeacuteldaacutet

1 mintapeacutelda

Meacuteretezzuumlk az 5 aacutebraacuten laacutethatoacute baacutezis-ellenaacutellaacutesos koumlzoumls emitteres erősiacutető munkapont-beaacutelliacutetoacute elemeit (RC RE RB)

Munkaponti adatok

UT = 15 V UBE0 = 06 V IC0 = 6 mA IB0 = 50 μA UCE0 = 52 V URE = 2 V

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

8

A kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval feliacuterjuk a meghataacuterozandoacute ellenaacutellaacutesokon eső egyenfeszuumlltseacuteget eacutes elosztjuk az ellenaacutellaacutesokon aacutetfolyoacute egyenaacuterammal

k 136

22515

0

mA

VVV

I

UUUR

C

RECEOTC

k 250 50

V 2V 06V 15

0

0

AI

UUUR

B

REBETB

330 506

V 2

00

AmAII

RUR

BC

EE

(Amennyiben a kiszaacutemiacutetott ellenaacutellaacutes eacuterteacutekekhez a műszaki gyakorlatban nem tartoznak ellenaacutellaacutesok akkor az elmeacuteleti eredmeacutenyekhez legkoumlzelebb eső szabvaacutenyos eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesokat kell vaacutelasztani)

2 mintafeladat

Meacuteretezzuumlk a 6 aacutebraacuten laacutethatoacute source-ellenaacutellaacutesos source kapcsolaacutesuacute jFET-es erősiacutető munkapont-beaacutelliacutetoacute elemeit (RS RD)

Munkaponti adatok

UT = 15 V ID0 = 1 mA UGS0 = -25 V UDS0 = 65 V A kapcsolaacutesban feltuumlntetett R1 ellenaacutellaacutes a munkapont beaacutelliacutetaacutesban nem jaacutetszik szerepet

Megoldaacutes

A kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel itt is az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesa toumlrteacutenik

k 52mA 1

V 25

0

0 D

GSS I

UR

Magyaraacutezat vezeacuterleacutes neacutelkuumll az R1 ellenaacutellaacuteson nem folyik aacuteram iacutegy nem esik rajta feszuumlltseacuteg ezeacutert az RS ellenaacutellaacuteson a hurok toumlrveacuteny szerint 25 V feszuumlltseacutegnek kell esnie

kmA

V

I

UR

D

RD

D 61

6

0

Magyaraacutezat a kimeneti oldalra feliacutert huroktoumlrveacuteny segiacutetseacutegeacutevel kifejezhető az RD ellenaacutellaacutesra jutoacute egyenfeszuumlltseacuteg

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

9

VVVVUUUU

UUUU

SD

SD

RDSTR

DSRRT

65256150

0

ERŐSIacuteTŐK AKTIacuteV ALAPELEMEINEK HELYETTESIacuteTŐ KEacutePEI Az erősiacutetők aktiacutev diszkreacutet elemeinek tekintjuumlk a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorokat Mindkeacutet aktiacutev elem 3 kivezeteacutessel rendelkezik de erősiacutető alapkapcsolaacutesokban az egyik elektroacutedaacutet a bemenet-kimenet szempontjaacuteboacutel koumlzoumlsnek tekintjuumlk s iacutegy a tranzisztorok aktiacutev lineaacuteris neacutegypoacuteluskeacutent kezelhetők Az ilyen tiacutepusuacute neacutegypoacutelusokhoz az elektronikai meacuteretezeacutes helyettesiacutető keacutepeket rendel

Helyettesiacutető keacutep az elektronikai eszkoumlz jellemzeacuteseacutet segiacutető elektronikai szaacutemiacutetaacutesok szempontjaacuteboacutel egyeneacuterteacutekű hagyomaacutenyos alapelemekből feleacutepiacutetett aacuteramkoumlr Az ilyen kapcsolaacutes elektronikai szempontboacutel ugyanuacutegy viselkedik mint az eredeti elektronikai eszkoumlz Az erősiacutetőelemek helyettesiacutető keacutepe feszuumlltseacuteg- eacutesvagy aacuteramgeneraacutetorokboacutel valamint passziacutev elemekből feleacutepiacutetett lineaacuteris neacutegypoacutelus A helyettesiacutető keacutepek alkalmazaacutesa szemleacuteletesseacute eacutes aacutetlaacutethatoacutebbaacute teszi az erősiacutetők műkoumldeacuteseacutet meacuteretezeacuteseacutet

Az aktiacutev elemek neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeineacutel a hibrid (h) az inverz hibrid (d) vagy az admittancia (y) parameacutetereket alkalmazzaacutek

Hibrid (vegyes h) parameacuteterű egyenletrendszer

2221212

2121111

uhihi

uhihu

Inverz hibrid (fordiacutetott vegyes d) parameacuteterű egyenletrendszer

i d u d i

u d u d i1 11 1 12 2

2 21 1 22 2

Admittancia (vezetőkeacutepesseacuteg y) parameacuteteres egyenletrendszer

i y u y u

i y u y u1 11 1 12 2

2 21 1 22 2

1 Bipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepe

Kisfrekvenciaacutes műkoumldteteacutesneacutel a bipolaacuteris tranzisztorokhoz leggyakrabban a hibrid (h) parameacutetereket hasznaacuteljaacutek

Nagyfrekvenciaacuten az admittancia (y) parameacutetereket alkalmazzaacutek

A 7 eacutes 8 aacutebraacuten az NPN tiacutepusuacute bipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei laacutethatoacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

10

7 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor kisfrekvenciaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

8 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor nagyfrekvenciaacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A bipolaacuteris tranzisztoroknaacutel megfigyelhető hogy 1 db aacuteramgeneraacutetorral eacutes 2 db ellenaacutellaacutessal megalkothatoacute a helyettesiacutető keacutep Termeacuteszetesen a PNP tranzisztorokhoz illetve azok koumlzoumls kollektoruacute eacutes koumlzoumls baacutezisuacute alkalmazaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

1 Unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei

A teacutervezeacuterleacutesű tranzisztorokhoz meacutereacutestechnikai szempontok szerint az admittancia (y) vagy az inverz hibrid (d) parameacutetereket alkalmazzaacutek

A 9 eacutes 10 aacutebraacuten N csatornaacutes source kapcsolaacutesuacute jFET tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei tanulmaacutenyozhatoacutek

9 aacutebra jFET tranzisztor admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

11

10 aacutebra jFET tranzisztor inverz hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Az unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepein megfigyelhető hogy a bemeneti aacuteramuk elhanyagolhatoacute iacutegy bemenetuumlk szakadaacutesnak tekinthető A helyettesiacutető keacutep 1db feszuumlltseacuteg- vagy aacuteramgeneraacutetorboacutel 1 db ellenaacutellaacutesboacutel eacutes egy db szakadaacutes jelkeacutepből oumlsszerakhatoacute

Termeacuteszetesen a P csatornaacutes jFET-ekhez vagy a MOSFET-ekhez illetve azok drain eacutes gate kapcsolaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

Az eddigiekben koumlrbejaacutertuk a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorok neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeit Az elsajaacutetiacutetott ismeretek birtokaacuteban elkeacutesziacutethető baacutermely erősiacutető alapkapcsolaacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute helyettesiacutető keacutepe Gyakorlati peacuteldakeacutent a 11 aacutebraacuten vizsgaacuteljuk meg egy koumlzoumls emitteres baacutezisosztoacutes alapkapcsolaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

11 aacutebra Koumlzoumls emitteres alapkapcsolaacutes eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A 11 aacutebra NPN tranzisztoros emitter kapcsolaacutesuacute erősiacutetőjeacutet feszuumlltseacuteggeneraacutetor (ug Rg) vezeacuterli s a kimeneteacutet terhelő ellenaacutellaacutes (Rt) zaacuterja Az aacutebraacuten elkuumlloumlniacutetve felismerhető a tranzisztor hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe A baacutezisosztoacute (R1 R2) eacutes a munkaellenaacutellaacutes (Rc) elhelyezkedeacuteseacutet a helyettesiacutető keacutepen magyaraacutezza hogy az UT feszuumlltseacutegű taacutepegyseacuteg vaacuteltakozoacute aacuteram szempontjaacuteboacutel roumlvidzaacuternak tekinthető A kondenzaacutetorok (Cbe Cki CE) vaacuteltakozoacute aacuteramon a helyettesiacutető keacutepen szinteacuten roumlvidzaacuterkeacutent szerepelnek Az emitter kondenzaacutetor a helyettesiacuteteacutesneacutel az emitter ellenaacutellaacutet is roumlvidre zaacuterja

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

12

Termeacuteszetesen hasonloacutean helyettesiacutethető a toumlbbi bipolaacuteris tranzisztoros alapkapcsolaacutes s ugyanilyen moacutedszerrel megalkothatoacutek a teacutervezeacuterleacutesű tranzisztoros alapkapcsolaacutesok helyettesiacutető keacutepei

Az erősiacutetők vaacuteltakozoacute aacuteramuacute jellemzőit a kapcsolaacutesi rajzuk eacutes helyettesiacutető keacutepeik segiacutetseacutegeacutevel lehet legszemleacuteletesebben eacutertelmezni

ERŐSIacuteTŐK JELLEMZŐI Erősiacutető elektronikus aacuteramkoumlr aktiacutev neacutegypoacutelus amely a bemeneteacutere vezetett elektromos jelből a kimeneteacuten megegyező hullaacutemformaacutejuacute de tetszőlegesen nagyobb eacuterteacutekű elektromos jelet szolgaacuteltat A kapcsolaacuteshoz alkalmazott taacutepegyseacuteg energiaacuteja fedezi a nagyobb eacuterteacutekű jel teljesiacutetmeacutenynoumlvekedeacuteseacutet

Erősiacuteteacutes vezeacuterelt teljesiacutetmeacuteny-aacutetalakiacutetaacutes

A 12 aacutebraacuten egy erősiacutető aacuteltalaacutenos toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese laacutethatoacute Az erősiacutető bemeneteacuten egy ug feszuumlltseacutegű Rg belső ellenaacutellaacutesuacute generaacutetor biztosiacutetja az ube bemeneti feszuumlltseacuteget eacutes ibe bemeneti aacuteramot A kimeneten Rt terhelő ellenaacutellaacuteson joumln leacutetre az uki kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes az iki kimeneti aacuteram

12 aacutebra Erősiacutető toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese

A toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutesen feltuumlntetett haacuteromszoumlg jelkeacutepezi az erősiacuteteacutes iraacutenyaacutet Az erősiacuteteacutesek megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz aktiacutev elem(ek) (bipolaacuteris eacutesvagy unipolaacuteris tranzisztorok) szuumlkseacutegesek Az erősiacutető kapcsolaacutesokban a munkapont beaacutelliacutetaacutesaacutera ellenaacutellaacutesok kellenek melyek befolyaacutesoljaacutek az erősiacutető jellemzőit is A gyakorlati aacuteramkoumlroumlkben a megfelelő műkoumldeacutest kondenzaacutetorok is biztosiacutetjaacutek

Az erősiacutetőket kuumlloumlnboumlző szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk A kuumlloumlnboumlző erősiacutetőfajtaacutekat s azok roumlvid ismertetőjeacutet - a teljesseacuteg igeacutenye neacutelkuumll - a 13 aacutebra tartalmazza

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

13

13 aacutebra Az erősiacutetők csoportosiacutetaacutesa

Az erősiacutetők legfontosabb jellemzői az alaacutebbi csoportokba sorolhatoacutek

- Erősiacuteteacutesek - Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes - Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

1 Erősiacuteteacutesek

Az erősiacutető kapcsolaacutesoknaacutel eacutertelmezett erősiacuteteacutesek feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes aacuteramerősiacuteteacutes teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes Az erősiacuteteacutesek kifejezhetők viszonyszaacutemban eacutes logaritmikusan decibel-ben is Az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacuteseket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesokhoz alkalmazzaacutek

Feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti feszuumlltseacuteg csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskiu U

U

U

UA

dBAa uu lg 20

Aacuteramerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti aacuteram csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

14

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskii I

I

I

IA

dBAa ii lg 20

Teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti teljesiacutetmeacuteny csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

iueffbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskip AA

P

P

P

PA

dBAa pp lg 10

Szinuszos vezeacuterleacutes eseteacuten a csuacutecseacuterteacutek eacutes az effektiacutev eacuterteacutek koumlzoumltti kapcsolat

2

csuacutecseacuterteacutekeacuterteacutekeffektiacutev

Fontos az erősiacuteteacutesek a valoacutesaacutegban preciacutezen csak komplex szaacutemokkal eacutertelmezhetők mert bemeneti eacutes kimeneti jelei ritkaacuten azonos faacutezisuacuteak A fenti oumlsszefuumlggeacutesek a faacutezisszoumlget nem veszik figyelembe

2 Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes

Az erősiacutetők bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesait az Ohm toumlrveacuteny alkalmazaacutesaacuteval iacuterhatjuk fel Az oumlsszefuumlggeacutesekben a csuacutecseacuterteacutekekkel vagy az effektiacutev eacuterteacutekekkel szaacutemolunk Az alaacutebbi keacutepleteket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesnaacutel alkalmazzaacutek

Bemeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető bemeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ube) eacutes bemeneti aacuteramaacutenak (Ibe) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effbe

effbe

csuacutecsbe

csuacutecsbebe I

U

I

Ur

Kimeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető terheleacutes neacutelkuumlli uumlresjaacuterati kimeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ukiuuml) eacutes kimeneti roumlvidzaacuteraacutesi aacuteramaacutenak (Ikir) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effrki

effuumlki

csuacutecsrki

csuacutecsuumlkiki I

U

I

Ur

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

15

14 aacutebra Az erősiacutető feleacutepiacuteteacutese a bemenet eacutes a kimenet szempontjaacuteboacutel

A 14 aacutebraacuten megfigyelhető hogy az erősiacutető bemeneti reacuteszeacutet a bemeneti ellenaacutellaacutes keacutepviseli amely terheli a vezeacuterlő generaacutetort Az erősiacutető kimeneti oldala generaacutetorkeacutent foghatoacute fel amelyet a terhelő ellenaacutellaacutes terhel

Elmeacuteleti meacuteretezeacutesekneacutel a pontos oumlsszefuumlggeacuteseket az erősiacutető teljes helyettesiacutető keacutepe alapjaacuten lehet feliacuterni

3 Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

Az erősiacutetők gyakorlati alkalmazaacutesa egyeacuteb jellemzők ismereteacutet is megkoumlveteli Ezek koumlzuumll a legfontosabbak a koumlvetkezők frekvenciamenet hataacuterfrekvenciaacutek saacutevszeacutelesseacuteg zajteacutenyező torziacutetaacutesi teacutenyezők

Frekvenciamenet az erősiacutető frekvencia-aacutetviteleacutere jellemző diagram amely a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes frekvenciafuumlggeacuteseacutet szemleacutelteti

Hataacuterfrekvenciaacutek (fa ff) azon keacutet frekvencia amelyekneacutel az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacutese a koumlzepes frekvenciaacuten (fk) meacutert erősiacuteteacutes 707 -a illetve az erősiacuteteacutes 3 dB-lel kisebb mint a koumlzepes frekvenciaacuten meacutert erősiacuteteacutes dB-ben A keacutet hataacuterfrekvencia fa alsoacute- ff felső hataacuterfrekvencia A műszaki gyakorlatban az erősiacutetők alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet leginkaacutebb a laacutethatoacute csatoloacute kondenzaacutetorok kapacitaacutesai (Cbe Cki) okozzaacutek A 3 dB-es erősiacuteteacutescsoumlkkeneacutesből matematikailag az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek vezethetők le

gbeC RrXbe

gbea

be RrfC

2

1

tkiC RrXki

tkiaki Rrf

C

2

1

A felső hataacuterfrekvenciaacutet doumlntően a laacutethatatlan szoacutert- szereleacutesi- eacutes reacutetegkapacitaacutesok okozzaacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

16

Saacutevszeacutelesseacuteg (B) az alsoacute- eacutes a felső hataacuterfrekvenciaacutek koumlzoumltti frekvenciatartomaacuteny

af ffB

A 15 aacutebra szemleacutelteti egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciameneteacutet saacutevszeacutelesseacutegeacutet alsoacute- eacutes felső hataacuterfrekvenciaacutejaacutet

15 aacutebra Egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciamenete

A 15 aacutebraacuten megfigyelhető egy gyakorlati szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciafuumlggeacutese hataacuterfrekvenciaacutei koumlzepes frekvenciaacuteja eacutes saacutevszeacutelesseacutege

A műszaki gyakorlatban alkalmazott erősiacutetőkkel szemben elvaacuteraacutes hogy a műkoumldeacutesi tartomaacutenyban a bemeneti eacutes kimeneti jel alakja ne teacuterjen el egymaacutestoacutel A valoacutesaacutegban felleacutepő zajok zavarok torziacutetaacutesokat okoznak a felerősiacutetett jel alakjaacuteban

A tovaacutebbiakban megvizsgaacuteljuk a zajok eacutes torziacutetaacutesok erősiacutetőkre gyakorolt hataacutesait a zajok eacutes torziacutetaacutesok legfontosabb jellemzőit

Jel a hasznos informaacutecioacutet tartalmazoacute feszuumlltseacuteg vagy aacuteram meghataacuterozott időfuumlggveacuteny szerinti vaacuteltozaacutesa

Zaj zavaroacute jelek oumlsszesseacutege melynek időfuumlggveacutenye szabaacutelytalan s hasznos informaacutecioacutet nem tartalmaz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

17

Az erősiacutetőkben keletkező zajokat doumlntő meacuterteacutekben a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen mozgaacutesa okozza Az ilyen zajok felleacutepnek az erősiacutető ohmos jellegű ellenaacutellaacutesaiban eacutes aktiacutev eszkoumlzeiben egyaraacutent Fajtaacutei

Termikus zaj a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen hőmozgaacutesa miatt felleacutepő zaj Eacuterteacutekeacutet aacutetlagos zajteljesiacutetmeacutenykeacutent zajfeszuumlltseacutegkeacutent vagy zajaacuteramkeacutent adjaacutek meg

Soumlreacutetzaj feacutelvezetőkben a toumllteacuteshordozoacutek PN aacutetmeneten toumlrteacutenő aacutethaladaacutesaacutenaacutel keletkezik Kisfrekvenciaacuten főleg a Zener dioacutedaacuteknaacutel jelentős

Villoacutedzaacutesi zaj (flicker-zaj) aktiacutev eacutes passziacutev aacuteramkoumlri elemeken a gyaacutertaacutestechnoloacutegia koumlvetkezteacuteben felleacutepő zaj Kisfrekvenciaacuten leginkaacutebb a MOSFET-ekneacutel veszeacutelyes

Jelzaj viszony a jelteljesiacutetmeacuteny eacutes a zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve Az erősiacutető zajossaacutegaacutenak egyik szaacutemszerű jellemzője (Angol roumlvidiacuteteacutessel SNR vagy SN rarr Signal to Noise Ratio)

dBlg10

dB

zaj

jel

zaj

jel

P

P

P

P

A keacutepletben Pjel rarr jelteljesiacutetmeacuteny Pzaj rarr zajteljesiacutetmeacuteny

Zajteacutenyező az erősiacutető bemeneteacutere eacutes kimeneteacutere vonatkoztatott jelzaj viszonyok haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dB1

lg10lg10e

dB

bzaj

kizaj

p

kizaj

kijel

bezaj

bejel

P

P

A

P

P

P

P

F

A keacutepletben AP rarr az erősiacutető teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutese

Zajszint a hangossaacuteg eacuterzeacutekeleacuteseacutehez tartozoacute jellemző amely a meacutert zajteljesiacutetmeacuteny eacutes a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dBlg100

dB

zaj

zaj

P

Pd

A keacutepletben viszonyiacutetaacutesi alapkeacutent a Pzaj0 rarr a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz (1 kHz-neacutel 10-12 Wm2) tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny szerepel

Eacuterdekesseacuteg a zajszint emberi szervezetre gyakorolt hataacutesa a hangossaacuteg fuumlggveacutenyeacuteben a koumlvetkező

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

18

- 30 dB zajszint rarr pszicheacutes - 65 dB zajszint rarr vegetatiacutev - 90 dB zajszint rarr halloacuteszervi - 120 dB zajszint rarr faacutejdalomkuumlszoumlb - 120 -130 dB zajszint rarr maradandoacute hallaacuteskaacuterosodaacutes - 160 dB zajszint rarr dobhaacutertyarepedeacutes - 175 dB zajszint rarr halaacutelos koumlvetkezmeacutenyű

Torziacutetaacutes erősiacutetőkben felleacutepő jelenseacuteg melynek hataacutesaacutera a vezeacuterlő analoacuteg jel időfuumlggveacutenyeacutenek tulajdonsaacutegai a kimenetre eacuterve nem kiacutevaacutent moacutedon megvaacuteltoznak Maacuteskeacutent fogalmazva a jel spektrumaacuteban talaacutelhatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute oumlsszetevők erősiacuteteacuteskor moacutedosulnak A torzulaacutesok meacuterteacutekeacutet a vezeacuterlő analoacuteg jel frekvenciaacuteja eacutes amplituacutedoacuteja befolyaacutesolja

Lineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti (frekvenciatorziacutetaacutes) illetve moacutedosiacutetja a jel komponenseinek egymaacuteshoz viszonyiacutetott faacutezishelyzeteacutet (faacutezistorziacutetaacutes) A lineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető frekvenciafuumlggő lineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (L C) okozzaacutek

Nemlineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző amplituacutedoacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti Az erősiacutető kimeneteacuten nem kiacutevaacutenatos jeloumlsszetevők jelennek meg Harmonikus torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacutejaacutenak (alapharmonikus) egeacutesz szaacutemuacute toumlbbszoumlroumlsei (felharmonikusok) Modulaacutecioacutes torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacuteinak oumlsszegei eacutes kuumlloumlnbseacutegei A nemlineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető nemlineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (feacutelvezető eszkoumlzoumlk) okozzaacutek

Harmonikus torziacutetaacutesi teacutenyező az oumlsszegzett felharmonikusok effektiacutev eacuterteacutekeacutenek eacutes a teljes jel effektiacutev eacuterteacutekeacutenek az araacutenya -ban kifejezve

223

22

21

223

22

n

nh

UUUU

UUUk

U1rarr az alapharmonikus jel feszuumlltseacutegeacutenek effektiacutev eacuterteacuteke

U2 U3hellipUn rarr a felharmonikus jelek feszuumlltseacutegeinek effektiacutev eacuterteacuteke

4 Erősiacutetők meacuteretezeacutese

Az erősiacutető fokozatok meacuteretezeacutese a műszaki gyakorlatban leegyszerűsiacutetve 3 fő leacutepeacutesből aacutell A meacuteretezeacutes leacutepeacutesei

1 leacutepeacutes az aacuteramkoumlr feleacutepiacuteteacuteseacutenek megtervezeacutese az aacuteramkoumlr megrajzolaacutesa

2 leacutepeacutes munkapont beaacutelliacutetaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

19

3 leacutepeacutes vaacuteltakozoacute aacuteramuacute erősiacutető parameacuteterek meghataacuterozaacutesa

Az eddig taacutergyaltak alapjaacuten tegyuumlnk kiacuteseacuterletet egy kivaacutelasztott erősiacutető alapkapcsolaacutes meacuteretezeacuteseacutere

MEacuteRETEZEacuteSI FELADAT

Veacutegezzuumlk el a 16 aacutebraacuten laacutethatoacute source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető meacuteretezeacuteseacutet

Munkaponti adatok UGS0 = -2 V UDS0 = 8 V ID0 = 14 mA jFET parameacuteterek y21 = 10 mS y22 = 25 microS Egyeacuteb adatok UT = 24 V RG = 200 kΩ Rt = 15 kΩ ug = 25 mV Rg = 25 kΩ Feladatok a) Hataacuterozzuk meg RS eacutes RD eacuterteacutekeacutet b) Hataacuterozzuk meg a fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet c) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet d) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutegeacutet e) Hataacuterozzuk meg Cki eacuterteacutekeacutet uacutegy hogy a kapcsolaacutes alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa =15 Hz legyen (A toumlbbi kapacitaacutes nem szoacutel bele az aacutetvitelbe)

16 aacutebra Source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

20

a) Az aacuteramkoumlroumln bejeloumllt egyenfeszuumlltseacutegek eacutes egyenaacuteramok figyelembeveacuteteleacutevel az oumlsszefuumlggeacutesek feliacuteraacutesaacutehoz az elektrotechnika Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyeit alkalmazzuk (A kapcsolaacutes bemeneteacuten az IG gate aacuteram elhanyagolhatoacute)

SRGS UU 0

kI

UR

D

GSS 431

mA 41

V 2

0

0

kV

I

UUUR

D

RDSTD

S 10mA 41

2V 8V 24

0

0

b) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet a kapcsolaacutes y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacuteből lehet legegyszerűbben meghataacuterozni A helyettesiacutető keacutep a 17 aacutebraacuten laacutethatoacute

17 aacutebra A source kapcsolaacutesuacute erősiacutető y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Ha a bemenet felől illetve a kimenet felől betekintuumlnk a helyettesiacutető neacutegypoacutelusba koumlnnyedeacuten feliacuterhatjuk a bemeneti eacutes a kimeneti ellenaacutellaacutes oumlsszefuumlggeacuteseacutet majd behelyettesiacuteteacutes utaacuten meghataacuterozhatjuk az eacuterteacutekeket

kRr Gbe 200

kS

ky

Rr Dki 825

110

1

22

c) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes meghataacuterozaacutesaacutehoz egy roumlvid levezeteacutes utaacuten eljuthatunk

be

kiut u

uA

tD

sbeski RR

yuyu

2221

1

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

21

152)158(10)(21 kkmSRRyA tkiut

A veacutegeredmeacutenyből laacutethatoacute hogy az erősiacutető faacutezist fordiacutet

d) A kimeneti feszuumlltseacuteg meghataacuterozaacutesaacutehoz előszoumlr fel kell iacuterni a vezeacuterlő generaacutetorboacutel az erősiacutető bemeneteacutere jutoacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteget majd a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes segiacutetseacutegeacutevel kimeneti feszuumlltseacuteggeacute alakiacutetva hataacuterozhatjuk meg a pontos eacuterteacuteket

mVRR

Ruu

gG

Ggbe 2222

k 25k 002

k 002mV 25

VmVuAu beutkit 1612222152

e) A megadott parameacuteterek szerint az erősiacutető alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet csak a Cki kimeneti kapacitaacutes okozza Az erősiacutető helyettesiacutető keacutepeacutenek kimeneti koumlreacuteben (ld 18 aacutebra) a hataacuterfrekvencia definiacutecioacutejaacuteboacutel adoacutedoacute egyenlőseacutegből a hataacuterfrekvencia kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz juthatunk

18 aacutebra Az erősiacutető kimeneti koumlreacutenek kisfrekvenciaacutes helyettesiacutető keacutepe

A feszuumlltseacutegosztaacutes toumlrveacutenyeacutet alkalmazva levezeteacutessel bizonyiacutethatoacute hogy a hataacuterfrekvenciaacuten bekoumlvetkező 3 dB-es erősiacuteteacutes szintcsoumlkkeneacutesneacutel a csatoloacute kondenzaacutetor reaktanciaacuteja eacuterteacutekre megegyezik a koumlruumlloumltte elhelyezkedő ellenaacutellaacutesok eredőjeacutevel

tkitDC RrRRy

Xki

22

1

kiaC Cf

Xki

2

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 46210511080152

1

2

144

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 5: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

4

A osztaacutelyuacute beaacutelliacutetaacutes (MA) munkapont elhelyezeacutes a lineaacuteris szakaszon s vezeacuterleacuteskor a munkapont veacutegig a lineaacuteris szakaszon mozog Az aktiacutev elem a vezeacuterlő jel mindkeacutet feacutelperioacutedusaacuteban lineaacuterisan műkoumldik

B osztaacutelyuacute beaacutelliacutetaacutes (MB) munkapont elhelyezeacutes a lezaacuteraacutesi pontban s vezeacuterleacuteskor a munkapont a jelleggoumlrbe mindkeacutet tartomaacutenyaacuteba aacutetkeruumll Ilyenkor az aktiacutev elem csak a vezeacuterlő jel egyik feacutelperioacutedusaacuteban műkoumldik erősiacutető elemkeacutent

AB osztaacutelyuacute beaacutelliacutetaacutes (MAB) munkapont elhelyezeacutes az MA eacutes MB koumlzoumltti tartomaacutenyban Vezeacuterleacuteskor feacutel perioacutedusidőneacutel hosszabb ideig folyik aacuteram az aktiacutev elemen

C osztaacutelyuacute beaacutelliacutetaacutes (MC) munkapont elhelyezeacutes a karakterisztika zaacuteraacutesi tartomaacutenyaacuteban Vezeacuterleacuteskor feacutel perioacutedusidőneacutel roumlvidebb ideig folyik aacuteram az aktiacutev elemen

A 3 aacutebraacuten sztatikus uumlzemmoacutedban laacutethatoacute egy bipolaacuteris tranzisztor vezeacuterleacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetott aacuteramkoumlri megoldaacutes valamint a jellegzetes munkapont elhelyezeacutesek

FONTOS A reacutegebbi szabvaacutenyok a tranzisztoroknaacutel a koumlrbe foglalt jeloumlleacutest alkalmaztaacutek de az MSZ EN 60617-x szabvaacutenynak a koumlr neacutelkuumlli jeloumlleacutesek felelnek meg A bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorokat tartalmazoacute aacuteramkoumlroumlk kezeleacuteseacuteneacutel ez a tananyagelem az aktiacutev aacuteramkoumlri elem koumlrbefoglalaacutesaacutet alkalmazza

3 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor vezeacuterleacutese sztatikus uumlzemmoacutedban

A fenti aacuteramkoumlrben a munkapont beaacutelliacutetaacutesaacutehoz meghataacuterozott egyenfeszuumlltseacutegeket (UBEo UCE) kell alkalmazni az aktiacutev elem bemeneti eacutes kimeneti koumlreacuteben Az egyenfeszuumlltseacutegek szabjaacutek meg hogy a tranzisztor milyen munkapontba keruumll Az Uvezeacuterlő jelet az UBEo munkaponti egyenfeszuumlltseacutegre kell raacuteuumlltetni (szuperponaacutelni) Az oumlsszetett bemeneti jel

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

5

UBE = UBEo+Uvezeacuterlő

A legjobb kivezeacuterelhetőseacuteg uacutegy eacuterhető el ha A osztaacutelyuacute munkapont beaacutelliacutetaacutest alkalmazunk s az MA munkapontot a jelleggoumlrbe lineaacuteris tartomaacutenyaacutenak koumlzepeacutere vaacutelasztjuk Ekkor is hataacutert szab a maximaacutelisan megengedett kollektor aacuteram (ICmax)

2 Dinamikus uumlzemmoacuted

Dinamikus uumlzemmoacutedban a bemeneti vezeacuterleacutes hataacutesaacutera az aktiacutev eszkoumlz kimeneti feszuumlltseacutege koumlveti a bemeneti jel vaacuteltozaacutesaacutet Ilyenkor az aktiacutev elem kimeneti koumlreacuteben egy munkaellenaacutellaacutes talaacutelhatoacute

A 4 aacutebraacuten egy bipolaacuteris tranzisztor dinamikus vezeacuterleacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetott aacuteramkoumlr elvi kapcsolaacutesa eacutes a kimeneti karakterisztika munkaegyenese tanulmaacutenyozhatoacute

4 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor vezeacuterleacutese dinamikus uumlzemmoacutedban

Munkaegyenes az aktiacutev elem kimeneti karakterisztikaacutejaacuten a kimeneti koumlrben meacuterhető feszuumlltseacuteg eacutes a kimeneti aacuteram koumlzoumltti lineaacuteris kapcsolat grafikus megjeleniacuteteacuteseacutet szimbolizaacuteloacute egyenes Bipolaacuteris tranzisztornaacutel a kiinduloacute egyenlet

UT = IC RC + UCE

A munkaegyenes meredekseacutegeacutet kizaacuteroacutelag a kimeneti koumlrben elhelyezett ellenaacutellaacutes vagy ellenaacutellaacutesok eacuterteacuteke befolyaacutesolja

A munkaegyenesen bejeloumllt 1-es eacutes 2-es pontok koumlzoumltt talaacutelhatoacute a tranzisztor normaacutel műkoumldeacutesi tartomaacutenya

Munkaellenaacutellaacutes dinamikus uumlzemmoacutedban az aktiacutev elem kimeneti koumlreacuteben elhelyezett ellenaacutellaacutes vagy ellenaacutellaacutesok melynek hataacutesaacutera vezeacuterleacuteskor a kimeneti feszuumlltseacuteg vaacuteltozik

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

6

Munkapontbeaacutelliacutetaacutes a műszaki gyakorlatban az erősiacutetőfokozatok uumlzemi műkoumldeacuteseacutenek felteacutetelekeacutent az aktiacutev elem bemeneti eacutes kimeneti kapcsaira előiacutert eacuterteacutekű egyenfeszuumlltseacutegek beaacutelliacutetaacutesa

Optimaacutelis munkapontbeaacutelliacutetaacutes egyetlen taacutepegyseacuteggel eacutes kuumlloumlnboumlző helyekre kapcsolt ellenaacutellaacutesokkal egyenfeszuumlltseacutegek biztosiacutetaacutesa Termeacuteszetesen az ellenaacutellaacutesok az erősiacutetők jellemzőit is befolyaacutesoljaacutek

Az 5 eacutes 6 aacutebraacuten egy NPN tiacutepusuacute bipolaacuteris tranzisztor eacutes egy N csatornaacutes jFET tranzisztornaacutel alkalmazott munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesokat laacutethatunk

5 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor munkapontjaacutenak beaacutelliacutetaacutesa

A bipolaacuteris tranzisztoros kapcsolaacutesi rajzokon a munkaponti adatok a koumlvetkezők UBEo UCEo IBo ICo IEo A munkaponti adatok koumlzuumll az UBEo eacuterteacuteke germaacutenium alapanyag eseteacuten 02-03V sziliacutecium tranzisztoroknaacutel 06-07 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

7

6 aacutebra Teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor munkapontjaacutenak beaacutelliacutetaacutesa

A teacutervezeacuterleacutesű tranzisztoros kapcsolaacutesi rajzokon a munkaponti adatok a koumlvetkezők UGSo UDSo IDo

A P csatornaacutes bipolaacuteris tranzisztornaacutel eacutes a MOSFET tiacutepusuacute tranzisztoroknaacutel a munkapontbeaacutelliacutetaacutes hasonloacute elveken alapszik

A munkapont-beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meacuteretezeacutese a munkaponti adatok ismereteacuteben az Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyek segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik Neacutezzuumlnk neacutehaacuteny egyszerű meacuteretezeacutesi mintapeacuteldaacutet

1 mintapeacutelda

Meacuteretezzuumlk az 5 aacutebraacuten laacutethatoacute baacutezis-ellenaacutellaacutesos koumlzoumls emitteres erősiacutető munkapont-beaacutelliacutetoacute elemeit (RC RE RB)

Munkaponti adatok

UT = 15 V UBE0 = 06 V IC0 = 6 mA IB0 = 50 μA UCE0 = 52 V URE = 2 V

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

8

A kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval feliacuterjuk a meghataacuterozandoacute ellenaacutellaacutesokon eső egyenfeszuumlltseacuteget eacutes elosztjuk az ellenaacutellaacutesokon aacutetfolyoacute egyenaacuterammal

k 136

22515

0

mA

VVV

I

UUUR

C

RECEOTC

k 250 50

V 2V 06V 15

0

0

AI

UUUR

B

REBETB

330 506

V 2

00

AmAII

RUR

BC

EE

(Amennyiben a kiszaacutemiacutetott ellenaacutellaacutes eacuterteacutekekhez a műszaki gyakorlatban nem tartoznak ellenaacutellaacutesok akkor az elmeacuteleti eredmeacutenyekhez legkoumlzelebb eső szabvaacutenyos eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesokat kell vaacutelasztani)

2 mintafeladat

Meacuteretezzuumlk a 6 aacutebraacuten laacutethatoacute source-ellenaacutellaacutesos source kapcsolaacutesuacute jFET-es erősiacutető munkapont-beaacutelliacutetoacute elemeit (RS RD)

Munkaponti adatok

UT = 15 V ID0 = 1 mA UGS0 = -25 V UDS0 = 65 V A kapcsolaacutesban feltuumlntetett R1 ellenaacutellaacutes a munkapont beaacutelliacutetaacutesban nem jaacutetszik szerepet

Megoldaacutes

A kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel itt is az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesa toumlrteacutenik

k 52mA 1

V 25

0

0 D

GSS I

UR

Magyaraacutezat vezeacuterleacutes neacutelkuumll az R1 ellenaacutellaacuteson nem folyik aacuteram iacutegy nem esik rajta feszuumlltseacuteg ezeacutert az RS ellenaacutellaacuteson a hurok toumlrveacuteny szerint 25 V feszuumlltseacutegnek kell esnie

kmA

V

I

UR

D

RD

D 61

6

0

Magyaraacutezat a kimeneti oldalra feliacutert huroktoumlrveacuteny segiacutetseacutegeacutevel kifejezhető az RD ellenaacutellaacutesra jutoacute egyenfeszuumlltseacuteg

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

9

VVVVUUUU

UUUU

SD

SD

RDSTR

DSRRT

65256150

0

ERŐSIacuteTŐK AKTIacuteV ALAPELEMEINEK HELYETTESIacuteTŐ KEacutePEI Az erősiacutetők aktiacutev diszkreacutet elemeinek tekintjuumlk a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorokat Mindkeacutet aktiacutev elem 3 kivezeteacutessel rendelkezik de erősiacutető alapkapcsolaacutesokban az egyik elektroacutedaacutet a bemenet-kimenet szempontjaacuteboacutel koumlzoumlsnek tekintjuumlk s iacutegy a tranzisztorok aktiacutev lineaacuteris neacutegypoacuteluskeacutent kezelhetők Az ilyen tiacutepusuacute neacutegypoacutelusokhoz az elektronikai meacuteretezeacutes helyettesiacutető keacutepeket rendel

Helyettesiacutető keacutep az elektronikai eszkoumlz jellemzeacuteseacutet segiacutető elektronikai szaacutemiacutetaacutesok szempontjaacuteboacutel egyeneacuterteacutekű hagyomaacutenyos alapelemekből feleacutepiacutetett aacuteramkoumlr Az ilyen kapcsolaacutes elektronikai szempontboacutel ugyanuacutegy viselkedik mint az eredeti elektronikai eszkoumlz Az erősiacutetőelemek helyettesiacutető keacutepe feszuumlltseacuteg- eacutesvagy aacuteramgeneraacutetorokboacutel valamint passziacutev elemekből feleacutepiacutetett lineaacuteris neacutegypoacutelus A helyettesiacutető keacutepek alkalmazaacutesa szemleacuteletesseacute eacutes aacutetlaacutethatoacutebbaacute teszi az erősiacutetők műkoumldeacuteseacutet meacuteretezeacuteseacutet

Az aktiacutev elemek neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeineacutel a hibrid (h) az inverz hibrid (d) vagy az admittancia (y) parameacutetereket alkalmazzaacutek

Hibrid (vegyes h) parameacuteterű egyenletrendszer

2221212

2121111

uhihi

uhihu

Inverz hibrid (fordiacutetott vegyes d) parameacuteterű egyenletrendszer

i d u d i

u d u d i1 11 1 12 2

2 21 1 22 2

Admittancia (vezetőkeacutepesseacuteg y) parameacuteteres egyenletrendszer

i y u y u

i y u y u1 11 1 12 2

2 21 1 22 2

1 Bipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepe

Kisfrekvenciaacutes műkoumldteteacutesneacutel a bipolaacuteris tranzisztorokhoz leggyakrabban a hibrid (h) parameacutetereket hasznaacuteljaacutek

Nagyfrekvenciaacuten az admittancia (y) parameacutetereket alkalmazzaacutek

A 7 eacutes 8 aacutebraacuten az NPN tiacutepusuacute bipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei laacutethatoacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

10

7 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor kisfrekvenciaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

8 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor nagyfrekvenciaacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A bipolaacuteris tranzisztoroknaacutel megfigyelhető hogy 1 db aacuteramgeneraacutetorral eacutes 2 db ellenaacutellaacutessal megalkothatoacute a helyettesiacutető keacutep Termeacuteszetesen a PNP tranzisztorokhoz illetve azok koumlzoumls kollektoruacute eacutes koumlzoumls baacutezisuacute alkalmazaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

1 Unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei

A teacutervezeacuterleacutesű tranzisztorokhoz meacutereacutestechnikai szempontok szerint az admittancia (y) vagy az inverz hibrid (d) parameacutetereket alkalmazzaacutek

A 9 eacutes 10 aacutebraacuten N csatornaacutes source kapcsolaacutesuacute jFET tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei tanulmaacutenyozhatoacutek

9 aacutebra jFET tranzisztor admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

11

10 aacutebra jFET tranzisztor inverz hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Az unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepein megfigyelhető hogy a bemeneti aacuteramuk elhanyagolhatoacute iacutegy bemenetuumlk szakadaacutesnak tekinthető A helyettesiacutető keacutep 1db feszuumlltseacuteg- vagy aacuteramgeneraacutetorboacutel 1 db ellenaacutellaacutesboacutel eacutes egy db szakadaacutes jelkeacutepből oumlsszerakhatoacute

Termeacuteszetesen a P csatornaacutes jFET-ekhez vagy a MOSFET-ekhez illetve azok drain eacutes gate kapcsolaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

Az eddigiekben koumlrbejaacutertuk a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorok neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeit Az elsajaacutetiacutetott ismeretek birtokaacuteban elkeacutesziacutethető baacutermely erősiacutető alapkapcsolaacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute helyettesiacutető keacutepe Gyakorlati peacuteldakeacutent a 11 aacutebraacuten vizsgaacuteljuk meg egy koumlzoumls emitteres baacutezisosztoacutes alapkapcsolaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

11 aacutebra Koumlzoumls emitteres alapkapcsolaacutes eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A 11 aacutebra NPN tranzisztoros emitter kapcsolaacutesuacute erősiacutetőjeacutet feszuumlltseacuteggeneraacutetor (ug Rg) vezeacuterli s a kimeneteacutet terhelő ellenaacutellaacutes (Rt) zaacuterja Az aacutebraacuten elkuumlloumlniacutetve felismerhető a tranzisztor hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe A baacutezisosztoacute (R1 R2) eacutes a munkaellenaacutellaacutes (Rc) elhelyezkedeacuteseacutet a helyettesiacutető keacutepen magyaraacutezza hogy az UT feszuumlltseacutegű taacutepegyseacuteg vaacuteltakozoacute aacuteram szempontjaacuteboacutel roumlvidzaacuternak tekinthető A kondenzaacutetorok (Cbe Cki CE) vaacuteltakozoacute aacuteramon a helyettesiacutető keacutepen szinteacuten roumlvidzaacuterkeacutent szerepelnek Az emitter kondenzaacutetor a helyettesiacuteteacutesneacutel az emitter ellenaacutellaacutet is roumlvidre zaacuterja

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

12

Termeacuteszetesen hasonloacutean helyettesiacutethető a toumlbbi bipolaacuteris tranzisztoros alapkapcsolaacutes s ugyanilyen moacutedszerrel megalkothatoacutek a teacutervezeacuterleacutesű tranzisztoros alapkapcsolaacutesok helyettesiacutető keacutepei

Az erősiacutetők vaacuteltakozoacute aacuteramuacute jellemzőit a kapcsolaacutesi rajzuk eacutes helyettesiacutető keacutepeik segiacutetseacutegeacutevel lehet legszemleacuteletesebben eacutertelmezni

ERŐSIacuteTŐK JELLEMZŐI Erősiacutető elektronikus aacuteramkoumlr aktiacutev neacutegypoacutelus amely a bemeneteacutere vezetett elektromos jelből a kimeneteacuten megegyező hullaacutemformaacutejuacute de tetszőlegesen nagyobb eacuterteacutekű elektromos jelet szolgaacuteltat A kapcsolaacuteshoz alkalmazott taacutepegyseacuteg energiaacuteja fedezi a nagyobb eacuterteacutekű jel teljesiacutetmeacutenynoumlvekedeacuteseacutet

Erősiacuteteacutes vezeacuterelt teljesiacutetmeacuteny-aacutetalakiacutetaacutes

A 12 aacutebraacuten egy erősiacutető aacuteltalaacutenos toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese laacutethatoacute Az erősiacutető bemeneteacuten egy ug feszuumlltseacutegű Rg belső ellenaacutellaacutesuacute generaacutetor biztosiacutetja az ube bemeneti feszuumlltseacuteget eacutes ibe bemeneti aacuteramot A kimeneten Rt terhelő ellenaacutellaacuteson joumln leacutetre az uki kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes az iki kimeneti aacuteram

12 aacutebra Erősiacutető toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese

A toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutesen feltuumlntetett haacuteromszoumlg jelkeacutepezi az erősiacuteteacutes iraacutenyaacutet Az erősiacuteteacutesek megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz aktiacutev elem(ek) (bipolaacuteris eacutesvagy unipolaacuteris tranzisztorok) szuumlkseacutegesek Az erősiacutető kapcsolaacutesokban a munkapont beaacutelliacutetaacutesaacutera ellenaacutellaacutesok kellenek melyek befolyaacutesoljaacutek az erősiacutető jellemzőit is A gyakorlati aacuteramkoumlroumlkben a megfelelő műkoumldeacutest kondenzaacutetorok is biztosiacutetjaacutek

Az erősiacutetőket kuumlloumlnboumlző szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk A kuumlloumlnboumlző erősiacutetőfajtaacutekat s azok roumlvid ismertetőjeacutet - a teljesseacuteg igeacutenye neacutelkuumll - a 13 aacutebra tartalmazza

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

13

13 aacutebra Az erősiacutetők csoportosiacutetaacutesa

Az erősiacutetők legfontosabb jellemzői az alaacutebbi csoportokba sorolhatoacutek

- Erősiacuteteacutesek - Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes - Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

1 Erősiacuteteacutesek

Az erősiacutető kapcsolaacutesoknaacutel eacutertelmezett erősiacuteteacutesek feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes aacuteramerősiacuteteacutes teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes Az erősiacuteteacutesek kifejezhetők viszonyszaacutemban eacutes logaritmikusan decibel-ben is Az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacuteseket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesokhoz alkalmazzaacutek

Feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti feszuumlltseacuteg csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskiu U

U

U

UA

dBAa uu lg 20

Aacuteramerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti aacuteram csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

14

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskii I

I

I

IA

dBAa ii lg 20

Teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti teljesiacutetmeacuteny csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

iueffbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskip AA

P

P

P

PA

dBAa pp lg 10

Szinuszos vezeacuterleacutes eseteacuten a csuacutecseacuterteacutek eacutes az effektiacutev eacuterteacutek koumlzoumltti kapcsolat

2

csuacutecseacuterteacutekeacuterteacutekeffektiacutev

Fontos az erősiacuteteacutesek a valoacutesaacutegban preciacutezen csak komplex szaacutemokkal eacutertelmezhetők mert bemeneti eacutes kimeneti jelei ritkaacuten azonos faacutezisuacuteak A fenti oumlsszefuumlggeacutesek a faacutezisszoumlget nem veszik figyelembe

2 Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes

Az erősiacutetők bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesait az Ohm toumlrveacuteny alkalmazaacutesaacuteval iacuterhatjuk fel Az oumlsszefuumlggeacutesekben a csuacutecseacuterteacutekekkel vagy az effektiacutev eacuterteacutekekkel szaacutemolunk Az alaacutebbi keacutepleteket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesnaacutel alkalmazzaacutek

Bemeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető bemeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ube) eacutes bemeneti aacuteramaacutenak (Ibe) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effbe

effbe

csuacutecsbe

csuacutecsbebe I

U

I

Ur

Kimeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető terheleacutes neacutelkuumlli uumlresjaacuterati kimeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ukiuuml) eacutes kimeneti roumlvidzaacuteraacutesi aacuteramaacutenak (Ikir) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effrki

effuumlki

csuacutecsrki

csuacutecsuumlkiki I

U

I

Ur

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

15

14 aacutebra Az erősiacutető feleacutepiacuteteacutese a bemenet eacutes a kimenet szempontjaacuteboacutel

A 14 aacutebraacuten megfigyelhető hogy az erősiacutető bemeneti reacuteszeacutet a bemeneti ellenaacutellaacutes keacutepviseli amely terheli a vezeacuterlő generaacutetort Az erősiacutető kimeneti oldala generaacutetorkeacutent foghatoacute fel amelyet a terhelő ellenaacutellaacutes terhel

Elmeacuteleti meacuteretezeacutesekneacutel a pontos oumlsszefuumlggeacuteseket az erősiacutető teljes helyettesiacutető keacutepe alapjaacuten lehet feliacuterni

3 Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

Az erősiacutetők gyakorlati alkalmazaacutesa egyeacuteb jellemzők ismereteacutet is megkoumlveteli Ezek koumlzuumll a legfontosabbak a koumlvetkezők frekvenciamenet hataacuterfrekvenciaacutek saacutevszeacutelesseacuteg zajteacutenyező torziacutetaacutesi teacutenyezők

Frekvenciamenet az erősiacutető frekvencia-aacutetviteleacutere jellemző diagram amely a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes frekvenciafuumlggeacuteseacutet szemleacutelteti

Hataacuterfrekvenciaacutek (fa ff) azon keacutet frekvencia amelyekneacutel az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacutese a koumlzepes frekvenciaacuten (fk) meacutert erősiacuteteacutes 707 -a illetve az erősiacuteteacutes 3 dB-lel kisebb mint a koumlzepes frekvenciaacuten meacutert erősiacuteteacutes dB-ben A keacutet hataacuterfrekvencia fa alsoacute- ff felső hataacuterfrekvencia A műszaki gyakorlatban az erősiacutetők alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet leginkaacutebb a laacutethatoacute csatoloacute kondenzaacutetorok kapacitaacutesai (Cbe Cki) okozzaacutek A 3 dB-es erősiacuteteacutescsoumlkkeneacutesből matematikailag az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek vezethetők le

gbeC RrXbe

gbea

be RrfC

2

1

tkiC RrXki

tkiaki Rrf

C

2

1

A felső hataacuterfrekvenciaacutet doumlntően a laacutethatatlan szoacutert- szereleacutesi- eacutes reacutetegkapacitaacutesok okozzaacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

16

Saacutevszeacutelesseacuteg (B) az alsoacute- eacutes a felső hataacuterfrekvenciaacutek koumlzoumltti frekvenciatartomaacuteny

af ffB

A 15 aacutebra szemleacutelteti egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciameneteacutet saacutevszeacutelesseacutegeacutet alsoacute- eacutes felső hataacuterfrekvenciaacutejaacutet

15 aacutebra Egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciamenete

A 15 aacutebraacuten megfigyelhető egy gyakorlati szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciafuumlggeacutese hataacuterfrekvenciaacutei koumlzepes frekvenciaacuteja eacutes saacutevszeacutelesseacutege

A műszaki gyakorlatban alkalmazott erősiacutetőkkel szemben elvaacuteraacutes hogy a műkoumldeacutesi tartomaacutenyban a bemeneti eacutes kimeneti jel alakja ne teacuterjen el egymaacutestoacutel A valoacutesaacutegban felleacutepő zajok zavarok torziacutetaacutesokat okoznak a felerősiacutetett jel alakjaacuteban

A tovaacutebbiakban megvizsgaacuteljuk a zajok eacutes torziacutetaacutesok erősiacutetőkre gyakorolt hataacutesait a zajok eacutes torziacutetaacutesok legfontosabb jellemzőit

Jel a hasznos informaacutecioacutet tartalmazoacute feszuumlltseacuteg vagy aacuteram meghataacuterozott időfuumlggveacuteny szerinti vaacuteltozaacutesa

Zaj zavaroacute jelek oumlsszesseacutege melynek időfuumlggveacutenye szabaacutelytalan s hasznos informaacutecioacutet nem tartalmaz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

17

Az erősiacutetőkben keletkező zajokat doumlntő meacuterteacutekben a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen mozgaacutesa okozza Az ilyen zajok felleacutepnek az erősiacutető ohmos jellegű ellenaacutellaacutesaiban eacutes aktiacutev eszkoumlzeiben egyaraacutent Fajtaacutei

Termikus zaj a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen hőmozgaacutesa miatt felleacutepő zaj Eacuterteacutekeacutet aacutetlagos zajteljesiacutetmeacutenykeacutent zajfeszuumlltseacutegkeacutent vagy zajaacuteramkeacutent adjaacutek meg

Soumlreacutetzaj feacutelvezetőkben a toumllteacuteshordozoacutek PN aacutetmeneten toumlrteacutenő aacutethaladaacutesaacutenaacutel keletkezik Kisfrekvenciaacuten főleg a Zener dioacutedaacuteknaacutel jelentős

Villoacutedzaacutesi zaj (flicker-zaj) aktiacutev eacutes passziacutev aacuteramkoumlri elemeken a gyaacutertaacutestechnoloacutegia koumlvetkezteacuteben felleacutepő zaj Kisfrekvenciaacuten leginkaacutebb a MOSFET-ekneacutel veszeacutelyes

Jelzaj viszony a jelteljesiacutetmeacuteny eacutes a zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve Az erősiacutető zajossaacutegaacutenak egyik szaacutemszerű jellemzője (Angol roumlvidiacuteteacutessel SNR vagy SN rarr Signal to Noise Ratio)

dBlg10

dB

zaj

jel

zaj

jel

P

P

P

P

A keacutepletben Pjel rarr jelteljesiacutetmeacuteny Pzaj rarr zajteljesiacutetmeacuteny

Zajteacutenyező az erősiacutető bemeneteacutere eacutes kimeneteacutere vonatkoztatott jelzaj viszonyok haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dB1

lg10lg10e

dB

bzaj

kizaj

p

kizaj

kijel

bezaj

bejel

P

P

A

P

P

P

P

F

A keacutepletben AP rarr az erősiacutető teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutese

Zajszint a hangossaacuteg eacuterzeacutekeleacuteseacutehez tartozoacute jellemző amely a meacutert zajteljesiacutetmeacuteny eacutes a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dBlg100

dB

zaj

zaj

P

Pd

A keacutepletben viszonyiacutetaacutesi alapkeacutent a Pzaj0 rarr a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz (1 kHz-neacutel 10-12 Wm2) tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny szerepel

Eacuterdekesseacuteg a zajszint emberi szervezetre gyakorolt hataacutesa a hangossaacuteg fuumlggveacutenyeacuteben a koumlvetkező

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

18

- 30 dB zajszint rarr pszicheacutes - 65 dB zajszint rarr vegetatiacutev - 90 dB zajszint rarr halloacuteszervi - 120 dB zajszint rarr faacutejdalomkuumlszoumlb - 120 -130 dB zajszint rarr maradandoacute hallaacuteskaacuterosodaacutes - 160 dB zajszint rarr dobhaacutertyarepedeacutes - 175 dB zajszint rarr halaacutelos koumlvetkezmeacutenyű

Torziacutetaacutes erősiacutetőkben felleacutepő jelenseacuteg melynek hataacutesaacutera a vezeacuterlő analoacuteg jel időfuumlggveacutenyeacutenek tulajdonsaacutegai a kimenetre eacuterve nem kiacutevaacutent moacutedon megvaacuteltoznak Maacuteskeacutent fogalmazva a jel spektrumaacuteban talaacutelhatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute oumlsszetevők erősiacuteteacuteskor moacutedosulnak A torzulaacutesok meacuterteacutekeacutet a vezeacuterlő analoacuteg jel frekvenciaacuteja eacutes amplituacutedoacuteja befolyaacutesolja

Lineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti (frekvenciatorziacutetaacutes) illetve moacutedosiacutetja a jel komponenseinek egymaacuteshoz viszonyiacutetott faacutezishelyzeteacutet (faacutezistorziacutetaacutes) A lineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető frekvenciafuumlggő lineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (L C) okozzaacutek

Nemlineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző amplituacutedoacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti Az erősiacutető kimeneteacuten nem kiacutevaacutenatos jeloumlsszetevők jelennek meg Harmonikus torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacutejaacutenak (alapharmonikus) egeacutesz szaacutemuacute toumlbbszoumlroumlsei (felharmonikusok) Modulaacutecioacutes torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacuteinak oumlsszegei eacutes kuumlloumlnbseacutegei A nemlineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető nemlineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (feacutelvezető eszkoumlzoumlk) okozzaacutek

Harmonikus torziacutetaacutesi teacutenyező az oumlsszegzett felharmonikusok effektiacutev eacuterteacutekeacutenek eacutes a teljes jel effektiacutev eacuterteacutekeacutenek az araacutenya -ban kifejezve

223

22

21

223

22

n

nh

UUUU

UUUk

U1rarr az alapharmonikus jel feszuumlltseacutegeacutenek effektiacutev eacuterteacuteke

U2 U3hellipUn rarr a felharmonikus jelek feszuumlltseacutegeinek effektiacutev eacuterteacuteke

4 Erősiacutetők meacuteretezeacutese

Az erősiacutető fokozatok meacuteretezeacutese a műszaki gyakorlatban leegyszerűsiacutetve 3 fő leacutepeacutesből aacutell A meacuteretezeacutes leacutepeacutesei

1 leacutepeacutes az aacuteramkoumlr feleacutepiacuteteacuteseacutenek megtervezeacutese az aacuteramkoumlr megrajzolaacutesa

2 leacutepeacutes munkapont beaacutelliacutetaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

19

3 leacutepeacutes vaacuteltakozoacute aacuteramuacute erősiacutető parameacuteterek meghataacuterozaacutesa

Az eddig taacutergyaltak alapjaacuten tegyuumlnk kiacuteseacuterletet egy kivaacutelasztott erősiacutető alapkapcsolaacutes meacuteretezeacuteseacutere

MEacuteRETEZEacuteSI FELADAT

Veacutegezzuumlk el a 16 aacutebraacuten laacutethatoacute source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető meacuteretezeacuteseacutet

Munkaponti adatok UGS0 = -2 V UDS0 = 8 V ID0 = 14 mA jFET parameacuteterek y21 = 10 mS y22 = 25 microS Egyeacuteb adatok UT = 24 V RG = 200 kΩ Rt = 15 kΩ ug = 25 mV Rg = 25 kΩ Feladatok a) Hataacuterozzuk meg RS eacutes RD eacuterteacutekeacutet b) Hataacuterozzuk meg a fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet c) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet d) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutegeacutet e) Hataacuterozzuk meg Cki eacuterteacutekeacutet uacutegy hogy a kapcsolaacutes alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa =15 Hz legyen (A toumlbbi kapacitaacutes nem szoacutel bele az aacutetvitelbe)

16 aacutebra Source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

20

a) Az aacuteramkoumlroumln bejeloumllt egyenfeszuumlltseacutegek eacutes egyenaacuteramok figyelembeveacuteteleacutevel az oumlsszefuumlggeacutesek feliacuteraacutesaacutehoz az elektrotechnika Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyeit alkalmazzuk (A kapcsolaacutes bemeneteacuten az IG gate aacuteram elhanyagolhatoacute)

SRGS UU 0

kI

UR

D

GSS 431

mA 41

V 2

0

0

kV

I

UUUR

D

RDSTD

S 10mA 41

2V 8V 24

0

0

b) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet a kapcsolaacutes y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacuteből lehet legegyszerűbben meghataacuterozni A helyettesiacutető keacutep a 17 aacutebraacuten laacutethatoacute

17 aacutebra A source kapcsolaacutesuacute erősiacutető y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Ha a bemenet felől illetve a kimenet felől betekintuumlnk a helyettesiacutető neacutegypoacutelusba koumlnnyedeacuten feliacuterhatjuk a bemeneti eacutes a kimeneti ellenaacutellaacutes oumlsszefuumlggeacuteseacutet majd behelyettesiacuteteacutes utaacuten meghataacuterozhatjuk az eacuterteacutekeket

kRr Gbe 200

kS

ky

Rr Dki 825

110

1

22

c) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes meghataacuterozaacutesaacutehoz egy roumlvid levezeteacutes utaacuten eljuthatunk

be

kiut u

uA

tD

sbeski RR

yuyu

2221

1

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

21

152)158(10)(21 kkmSRRyA tkiut

A veacutegeredmeacutenyből laacutethatoacute hogy az erősiacutető faacutezist fordiacutet

d) A kimeneti feszuumlltseacuteg meghataacuterozaacutesaacutehoz előszoumlr fel kell iacuterni a vezeacuterlő generaacutetorboacutel az erősiacutető bemeneteacutere jutoacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteget majd a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes segiacutetseacutegeacutevel kimeneti feszuumlltseacuteggeacute alakiacutetva hataacuterozhatjuk meg a pontos eacuterteacuteket

mVRR

Ruu

gG

Ggbe 2222

k 25k 002

k 002mV 25

VmVuAu beutkit 1612222152

e) A megadott parameacuteterek szerint az erősiacutető alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet csak a Cki kimeneti kapacitaacutes okozza Az erősiacutető helyettesiacutető keacutepeacutenek kimeneti koumlreacuteben (ld 18 aacutebra) a hataacuterfrekvencia definiacutecioacutejaacuteboacutel adoacutedoacute egyenlőseacutegből a hataacuterfrekvencia kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz juthatunk

18 aacutebra Az erősiacutető kimeneti koumlreacutenek kisfrekvenciaacutes helyettesiacutető keacutepe

A feszuumlltseacutegosztaacutes toumlrveacutenyeacutet alkalmazva levezeteacutessel bizonyiacutethatoacute hogy a hataacuterfrekvenciaacuten bekoumlvetkező 3 dB-es erősiacuteteacutes szintcsoumlkkeneacutesneacutel a csatoloacute kondenzaacutetor reaktanciaacuteja eacuterteacutekre megegyezik a koumlruumlloumltte elhelyezkedő ellenaacutellaacutesok eredőjeacutevel

tkitDC RrRRy

Xki

22

1

kiaC Cf

Xki

2

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 46210511080152

1

2

144

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 6: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

5

UBE = UBEo+Uvezeacuterlő

A legjobb kivezeacuterelhetőseacuteg uacutegy eacuterhető el ha A osztaacutelyuacute munkapont beaacutelliacutetaacutest alkalmazunk s az MA munkapontot a jelleggoumlrbe lineaacuteris tartomaacutenyaacutenak koumlzepeacutere vaacutelasztjuk Ekkor is hataacutert szab a maximaacutelisan megengedett kollektor aacuteram (ICmax)

2 Dinamikus uumlzemmoacuted

Dinamikus uumlzemmoacutedban a bemeneti vezeacuterleacutes hataacutesaacutera az aktiacutev eszkoumlz kimeneti feszuumlltseacutege koumlveti a bemeneti jel vaacuteltozaacutesaacutet Ilyenkor az aktiacutev elem kimeneti koumlreacuteben egy munkaellenaacutellaacutes talaacutelhatoacute

A 4 aacutebraacuten egy bipolaacuteris tranzisztor dinamikus vezeacuterleacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetott aacuteramkoumlr elvi kapcsolaacutesa eacutes a kimeneti karakterisztika munkaegyenese tanulmaacutenyozhatoacute

4 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor vezeacuterleacutese dinamikus uumlzemmoacutedban

Munkaegyenes az aktiacutev elem kimeneti karakterisztikaacutejaacuten a kimeneti koumlrben meacuterhető feszuumlltseacuteg eacutes a kimeneti aacuteram koumlzoumltti lineaacuteris kapcsolat grafikus megjeleniacuteteacuteseacutet szimbolizaacuteloacute egyenes Bipolaacuteris tranzisztornaacutel a kiinduloacute egyenlet

UT = IC RC + UCE

A munkaegyenes meredekseacutegeacutet kizaacuteroacutelag a kimeneti koumlrben elhelyezett ellenaacutellaacutes vagy ellenaacutellaacutesok eacuterteacuteke befolyaacutesolja

A munkaegyenesen bejeloumllt 1-es eacutes 2-es pontok koumlzoumltt talaacutelhatoacute a tranzisztor normaacutel műkoumldeacutesi tartomaacutenya

Munkaellenaacutellaacutes dinamikus uumlzemmoacutedban az aktiacutev elem kimeneti koumlreacuteben elhelyezett ellenaacutellaacutes vagy ellenaacutellaacutesok melynek hataacutesaacutera vezeacuterleacuteskor a kimeneti feszuumlltseacuteg vaacuteltozik

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

6

Munkapontbeaacutelliacutetaacutes a műszaki gyakorlatban az erősiacutetőfokozatok uumlzemi műkoumldeacuteseacutenek felteacutetelekeacutent az aktiacutev elem bemeneti eacutes kimeneti kapcsaira előiacutert eacuterteacutekű egyenfeszuumlltseacutegek beaacutelliacutetaacutesa

Optimaacutelis munkapontbeaacutelliacutetaacutes egyetlen taacutepegyseacuteggel eacutes kuumlloumlnboumlző helyekre kapcsolt ellenaacutellaacutesokkal egyenfeszuumlltseacutegek biztosiacutetaacutesa Termeacuteszetesen az ellenaacutellaacutesok az erősiacutetők jellemzőit is befolyaacutesoljaacutek

Az 5 eacutes 6 aacutebraacuten egy NPN tiacutepusuacute bipolaacuteris tranzisztor eacutes egy N csatornaacutes jFET tranzisztornaacutel alkalmazott munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesokat laacutethatunk

5 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor munkapontjaacutenak beaacutelliacutetaacutesa

A bipolaacuteris tranzisztoros kapcsolaacutesi rajzokon a munkaponti adatok a koumlvetkezők UBEo UCEo IBo ICo IEo A munkaponti adatok koumlzuumll az UBEo eacuterteacuteke germaacutenium alapanyag eseteacuten 02-03V sziliacutecium tranzisztoroknaacutel 06-07 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

7

6 aacutebra Teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor munkapontjaacutenak beaacutelliacutetaacutesa

A teacutervezeacuterleacutesű tranzisztoros kapcsolaacutesi rajzokon a munkaponti adatok a koumlvetkezők UGSo UDSo IDo

A P csatornaacutes bipolaacuteris tranzisztornaacutel eacutes a MOSFET tiacutepusuacute tranzisztoroknaacutel a munkapontbeaacutelliacutetaacutes hasonloacute elveken alapszik

A munkapont-beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meacuteretezeacutese a munkaponti adatok ismereteacuteben az Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyek segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik Neacutezzuumlnk neacutehaacuteny egyszerű meacuteretezeacutesi mintapeacuteldaacutet

1 mintapeacutelda

Meacuteretezzuumlk az 5 aacutebraacuten laacutethatoacute baacutezis-ellenaacutellaacutesos koumlzoumls emitteres erősiacutető munkapont-beaacutelliacutetoacute elemeit (RC RE RB)

Munkaponti adatok

UT = 15 V UBE0 = 06 V IC0 = 6 mA IB0 = 50 μA UCE0 = 52 V URE = 2 V

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

8

A kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval feliacuterjuk a meghataacuterozandoacute ellenaacutellaacutesokon eső egyenfeszuumlltseacuteget eacutes elosztjuk az ellenaacutellaacutesokon aacutetfolyoacute egyenaacuterammal

k 136

22515

0

mA

VVV

I

UUUR

C

RECEOTC

k 250 50

V 2V 06V 15

0

0

AI

UUUR

B

REBETB

330 506

V 2

00

AmAII

RUR

BC

EE

(Amennyiben a kiszaacutemiacutetott ellenaacutellaacutes eacuterteacutekekhez a műszaki gyakorlatban nem tartoznak ellenaacutellaacutesok akkor az elmeacuteleti eredmeacutenyekhez legkoumlzelebb eső szabvaacutenyos eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesokat kell vaacutelasztani)

2 mintafeladat

Meacuteretezzuumlk a 6 aacutebraacuten laacutethatoacute source-ellenaacutellaacutesos source kapcsolaacutesuacute jFET-es erősiacutető munkapont-beaacutelliacutetoacute elemeit (RS RD)

Munkaponti adatok

UT = 15 V ID0 = 1 mA UGS0 = -25 V UDS0 = 65 V A kapcsolaacutesban feltuumlntetett R1 ellenaacutellaacutes a munkapont beaacutelliacutetaacutesban nem jaacutetszik szerepet

Megoldaacutes

A kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel itt is az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesa toumlrteacutenik

k 52mA 1

V 25

0

0 D

GSS I

UR

Magyaraacutezat vezeacuterleacutes neacutelkuumll az R1 ellenaacutellaacuteson nem folyik aacuteram iacutegy nem esik rajta feszuumlltseacuteg ezeacutert az RS ellenaacutellaacuteson a hurok toumlrveacuteny szerint 25 V feszuumlltseacutegnek kell esnie

kmA

V

I

UR

D

RD

D 61

6

0

Magyaraacutezat a kimeneti oldalra feliacutert huroktoumlrveacuteny segiacutetseacutegeacutevel kifejezhető az RD ellenaacutellaacutesra jutoacute egyenfeszuumlltseacuteg

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

9

VVVVUUUU

UUUU

SD

SD

RDSTR

DSRRT

65256150

0

ERŐSIacuteTŐK AKTIacuteV ALAPELEMEINEK HELYETTESIacuteTŐ KEacutePEI Az erősiacutetők aktiacutev diszkreacutet elemeinek tekintjuumlk a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorokat Mindkeacutet aktiacutev elem 3 kivezeteacutessel rendelkezik de erősiacutető alapkapcsolaacutesokban az egyik elektroacutedaacutet a bemenet-kimenet szempontjaacuteboacutel koumlzoumlsnek tekintjuumlk s iacutegy a tranzisztorok aktiacutev lineaacuteris neacutegypoacuteluskeacutent kezelhetők Az ilyen tiacutepusuacute neacutegypoacutelusokhoz az elektronikai meacuteretezeacutes helyettesiacutető keacutepeket rendel

Helyettesiacutető keacutep az elektronikai eszkoumlz jellemzeacuteseacutet segiacutető elektronikai szaacutemiacutetaacutesok szempontjaacuteboacutel egyeneacuterteacutekű hagyomaacutenyos alapelemekből feleacutepiacutetett aacuteramkoumlr Az ilyen kapcsolaacutes elektronikai szempontboacutel ugyanuacutegy viselkedik mint az eredeti elektronikai eszkoumlz Az erősiacutetőelemek helyettesiacutető keacutepe feszuumlltseacuteg- eacutesvagy aacuteramgeneraacutetorokboacutel valamint passziacutev elemekből feleacutepiacutetett lineaacuteris neacutegypoacutelus A helyettesiacutető keacutepek alkalmazaacutesa szemleacuteletesseacute eacutes aacutetlaacutethatoacutebbaacute teszi az erősiacutetők műkoumldeacuteseacutet meacuteretezeacuteseacutet

Az aktiacutev elemek neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeineacutel a hibrid (h) az inverz hibrid (d) vagy az admittancia (y) parameacutetereket alkalmazzaacutek

Hibrid (vegyes h) parameacuteterű egyenletrendszer

2221212

2121111

uhihi

uhihu

Inverz hibrid (fordiacutetott vegyes d) parameacuteterű egyenletrendszer

i d u d i

u d u d i1 11 1 12 2

2 21 1 22 2

Admittancia (vezetőkeacutepesseacuteg y) parameacuteteres egyenletrendszer

i y u y u

i y u y u1 11 1 12 2

2 21 1 22 2

1 Bipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepe

Kisfrekvenciaacutes műkoumldteteacutesneacutel a bipolaacuteris tranzisztorokhoz leggyakrabban a hibrid (h) parameacutetereket hasznaacuteljaacutek

Nagyfrekvenciaacuten az admittancia (y) parameacutetereket alkalmazzaacutek

A 7 eacutes 8 aacutebraacuten az NPN tiacutepusuacute bipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei laacutethatoacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

10

7 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor kisfrekvenciaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

8 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor nagyfrekvenciaacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A bipolaacuteris tranzisztoroknaacutel megfigyelhető hogy 1 db aacuteramgeneraacutetorral eacutes 2 db ellenaacutellaacutessal megalkothatoacute a helyettesiacutető keacutep Termeacuteszetesen a PNP tranzisztorokhoz illetve azok koumlzoumls kollektoruacute eacutes koumlzoumls baacutezisuacute alkalmazaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

1 Unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei

A teacutervezeacuterleacutesű tranzisztorokhoz meacutereacutestechnikai szempontok szerint az admittancia (y) vagy az inverz hibrid (d) parameacutetereket alkalmazzaacutek

A 9 eacutes 10 aacutebraacuten N csatornaacutes source kapcsolaacutesuacute jFET tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei tanulmaacutenyozhatoacutek

9 aacutebra jFET tranzisztor admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

11

10 aacutebra jFET tranzisztor inverz hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Az unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepein megfigyelhető hogy a bemeneti aacuteramuk elhanyagolhatoacute iacutegy bemenetuumlk szakadaacutesnak tekinthető A helyettesiacutető keacutep 1db feszuumlltseacuteg- vagy aacuteramgeneraacutetorboacutel 1 db ellenaacutellaacutesboacutel eacutes egy db szakadaacutes jelkeacutepből oumlsszerakhatoacute

Termeacuteszetesen a P csatornaacutes jFET-ekhez vagy a MOSFET-ekhez illetve azok drain eacutes gate kapcsolaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

Az eddigiekben koumlrbejaacutertuk a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorok neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeit Az elsajaacutetiacutetott ismeretek birtokaacuteban elkeacutesziacutethető baacutermely erősiacutető alapkapcsolaacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute helyettesiacutető keacutepe Gyakorlati peacuteldakeacutent a 11 aacutebraacuten vizsgaacuteljuk meg egy koumlzoumls emitteres baacutezisosztoacutes alapkapcsolaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

11 aacutebra Koumlzoumls emitteres alapkapcsolaacutes eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A 11 aacutebra NPN tranzisztoros emitter kapcsolaacutesuacute erősiacutetőjeacutet feszuumlltseacuteggeneraacutetor (ug Rg) vezeacuterli s a kimeneteacutet terhelő ellenaacutellaacutes (Rt) zaacuterja Az aacutebraacuten elkuumlloumlniacutetve felismerhető a tranzisztor hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe A baacutezisosztoacute (R1 R2) eacutes a munkaellenaacutellaacutes (Rc) elhelyezkedeacuteseacutet a helyettesiacutető keacutepen magyaraacutezza hogy az UT feszuumlltseacutegű taacutepegyseacuteg vaacuteltakozoacute aacuteram szempontjaacuteboacutel roumlvidzaacuternak tekinthető A kondenzaacutetorok (Cbe Cki CE) vaacuteltakozoacute aacuteramon a helyettesiacutető keacutepen szinteacuten roumlvidzaacuterkeacutent szerepelnek Az emitter kondenzaacutetor a helyettesiacuteteacutesneacutel az emitter ellenaacutellaacutet is roumlvidre zaacuterja

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

12

Termeacuteszetesen hasonloacutean helyettesiacutethető a toumlbbi bipolaacuteris tranzisztoros alapkapcsolaacutes s ugyanilyen moacutedszerrel megalkothatoacutek a teacutervezeacuterleacutesű tranzisztoros alapkapcsolaacutesok helyettesiacutető keacutepei

Az erősiacutetők vaacuteltakozoacute aacuteramuacute jellemzőit a kapcsolaacutesi rajzuk eacutes helyettesiacutető keacutepeik segiacutetseacutegeacutevel lehet legszemleacuteletesebben eacutertelmezni

ERŐSIacuteTŐK JELLEMZŐI Erősiacutető elektronikus aacuteramkoumlr aktiacutev neacutegypoacutelus amely a bemeneteacutere vezetett elektromos jelből a kimeneteacuten megegyező hullaacutemformaacutejuacute de tetszőlegesen nagyobb eacuterteacutekű elektromos jelet szolgaacuteltat A kapcsolaacuteshoz alkalmazott taacutepegyseacuteg energiaacuteja fedezi a nagyobb eacuterteacutekű jel teljesiacutetmeacutenynoumlvekedeacuteseacutet

Erősiacuteteacutes vezeacuterelt teljesiacutetmeacuteny-aacutetalakiacutetaacutes

A 12 aacutebraacuten egy erősiacutető aacuteltalaacutenos toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese laacutethatoacute Az erősiacutető bemeneteacuten egy ug feszuumlltseacutegű Rg belső ellenaacutellaacutesuacute generaacutetor biztosiacutetja az ube bemeneti feszuumlltseacuteget eacutes ibe bemeneti aacuteramot A kimeneten Rt terhelő ellenaacutellaacuteson joumln leacutetre az uki kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes az iki kimeneti aacuteram

12 aacutebra Erősiacutető toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese

A toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutesen feltuumlntetett haacuteromszoumlg jelkeacutepezi az erősiacuteteacutes iraacutenyaacutet Az erősiacuteteacutesek megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz aktiacutev elem(ek) (bipolaacuteris eacutesvagy unipolaacuteris tranzisztorok) szuumlkseacutegesek Az erősiacutető kapcsolaacutesokban a munkapont beaacutelliacutetaacutesaacutera ellenaacutellaacutesok kellenek melyek befolyaacutesoljaacutek az erősiacutető jellemzőit is A gyakorlati aacuteramkoumlroumlkben a megfelelő műkoumldeacutest kondenzaacutetorok is biztosiacutetjaacutek

Az erősiacutetőket kuumlloumlnboumlző szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk A kuumlloumlnboumlző erősiacutetőfajtaacutekat s azok roumlvid ismertetőjeacutet - a teljesseacuteg igeacutenye neacutelkuumll - a 13 aacutebra tartalmazza

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

13

13 aacutebra Az erősiacutetők csoportosiacutetaacutesa

Az erősiacutetők legfontosabb jellemzői az alaacutebbi csoportokba sorolhatoacutek

- Erősiacuteteacutesek - Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes - Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

1 Erősiacuteteacutesek

Az erősiacutető kapcsolaacutesoknaacutel eacutertelmezett erősiacuteteacutesek feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes aacuteramerősiacuteteacutes teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes Az erősiacuteteacutesek kifejezhetők viszonyszaacutemban eacutes logaritmikusan decibel-ben is Az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacuteseket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesokhoz alkalmazzaacutek

Feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti feszuumlltseacuteg csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskiu U

U

U

UA

dBAa uu lg 20

Aacuteramerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti aacuteram csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

14

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskii I

I

I

IA

dBAa ii lg 20

Teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti teljesiacutetmeacuteny csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

iueffbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskip AA

P

P

P

PA

dBAa pp lg 10

Szinuszos vezeacuterleacutes eseteacuten a csuacutecseacuterteacutek eacutes az effektiacutev eacuterteacutek koumlzoumltti kapcsolat

2

csuacutecseacuterteacutekeacuterteacutekeffektiacutev

Fontos az erősiacuteteacutesek a valoacutesaacutegban preciacutezen csak komplex szaacutemokkal eacutertelmezhetők mert bemeneti eacutes kimeneti jelei ritkaacuten azonos faacutezisuacuteak A fenti oumlsszefuumlggeacutesek a faacutezisszoumlget nem veszik figyelembe

2 Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes

Az erősiacutetők bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesait az Ohm toumlrveacuteny alkalmazaacutesaacuteval iacuterhatjuk fel Az oumlsszefuumlggeacutesekben a csuacutecseacuterteacutekekkel vagy az effektiacutev eacuterteacutekekkel szaacutemolunk Az alaacutebbi keacutepleteket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesnaacutel alkalmazzaacutek

Bemeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető bemeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ube) eacutes bemeneti aacuteramaacutenak (Ibe) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effbe

effbe

csuacutecsbe

csuacutecsbebe I

U

I

Ur

Kimeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető terheleacutes neacutelkuumlli uumlresjaacuterati kimeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ukiuuml) eacutes kimeneti roumlvidzaacuteraacutesi aacuteramaacutenak (Ikir) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effrki

effuumlki

csuacutecsrki

csuacutecsuumlkiki I

U

I

Ur

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

15

14 aacutebra Az erősiacutető feleacutepiacuteteacutese a bemenet eacutes a kimenet szempontjaacuteboacutel

A 14 aacutebraacuten megfigyelhető hogy az erősiacutető bemeneti reacuteszeacutet a bemeneti ellenaacutellaacutes keacutepviseli amely terheli a vezeacuterlő generaacutetort Az erősiacutető kimeneti oldala generaacutetorkeacutent foghatoacute fel amelyet a terhelő ellenaacutellaacutes terhel

Elmeacuteleti meacuteretezeacutesekneacutel a pontos oumlsszefuumlggeacuteseket az erősiacutető teljes helyettesiacutető keacutepe alapjaacuten lehet feliacuterni

3 Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

Az erősiacutetők gyakorlati alkalmazaacutesa egyeacuteb jellemzők ismereteacutet is megkoumlveteli Ezek koumlzuumll a legfontosabbak a koumlvetkezők frekvenciamenet hataacuterfrekvenciaacutek saacutevszeacutelesseacuteg zajteacutenyező torziacutetaacutesi teacutenyezők

Frekvenciamenet az erősiacutető frekvencia-aacutetviteleacutere jellemző diagram amely a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes frekvenciafuumlggeacuteseacutet szemleacutelteti

Hataacuterfrekvenciaacutek (fa ff) azon keacutet frekvencia amelyekneacutel az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacutese a koumlzepes frekvenciaacuten (fk) meacutert erősiacuteteacutes 707 -a illetve az erősiacuteteacutes 3 dB-lel kisebb mint a koumlzepes frekvenciaacuten meacutert erősiacuteteacutes dB-ben A keacutet hataacuterfrekvencia fa alsoacute- ff felső hataacuterfrekvencia A műszaki gyakorlatban az erősiacutetők alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet leginkaacutebb a laacutethatoacute csatoloacute kondenzaacutetorok kapacitaacutesai (Cbe Cki) okozzaacutek A 3 dB-es erősiacuteteacutescsoumlkkeneacutesből matematikailag az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek vezethetők le

gbeC RrXbe

gbea

be RrfC

2

1

tkiC RrXki

tkiaki Rrf

C

2

1

A felső hataacuterfrekvenciaacutet doumlntően a laacutethatatlan szoacutert- szereleacutesi- eacutes reacutetegkapacitaacutesok okozzaacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

16

Saacutevszeacutelesseacuteg (B) az alsoacute- eacutes a felső hataacuterfrekvenciaacutek koumlzoumltti frekvenciatartomaacuteny

af ffB

A 15 aacutebra szemleacutelteti egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciameneteacutet saacutevszeacutelesseacutegeacutet alsoacute- eacutes felső hataacuterfrekvenciaacutejaacutet

15 aacutebra Egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciamenete

A 15 aacutebraacuten megfigyelhető egy gyakorlati szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciafuumlggeacutese hataacuterfrekvenciaacutei koumlzepes frekvenciaacuteja eacutes saacutevszeacutelesseacutege

A műszaki gyakorlatban alkalmazott erősiacutetőkkel szemben elvaacuteraacutes hogy a műkoumldeacutesi tartomaacutenyban a bemeneti eacutes kimeneti jel alakja ne teacuterjen el egymaacutestoacutel A valoacutesaacutegban felleacutepő zajok zavarok torziacutetaacutesokat okoznak a felerősiacutetett jel alakjaacuteban

A tovaacutebbiakban megvizsgaacuteljuk a zajok eacutes torziacutetaacutesok erősiacutetőkre gyakorolt hataacutesait a zajok eacutes torziacutetaacutesok legfontosabb jellemzőit

Jel a hasznos informaacutecioacutet tartalmazoacute feszuumlltseacuteg vagy aacuteram meghataacuterozott időfuumlggveacuteny szerinti vaacuteltozaacutesa

Zaj zavaroacute jelek oumlsszesseacutege melynek időfuumlggveacutenye szabaacutelytalan s hasznos informaacutecioacutet nem tartalmaz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

17

Az erősiacutetőkben keletkező zajokat doumlntő meacuterteacutekben a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen mozgaacutesa okozza Az ilyen zajok felleacutepnek az erősiacutető ohmos jellegű ellenaacutellaacutesaiban eacutes aktiacutev eszkoumlzeiben egyaraacutent Fajtaacutei

Termikus zaj a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen hőmozgaacutesa miatt felleacutepő zaj Eacuterteacutekeacutet aacutetlagos zajteljesiacutetmeacutenykeacutent zajfeszuumlltseacutegkeacutent vagy zajaacuteramkeacutent adjaacutek meg

Soumlreacutetzaj feacutelvezetőkben a toumllteacuteshordozoacutek PN aacutetmeneten toumlrteacutenő aacutethaladaacutesaacutenaacutel keletkezik Kisfrekvenciaacuten főleg a Zener dioacutedaacuteknaacutel jelentős

Villoacutedzaacutesi zaj (flicker-zaj) aktiacutev eacutes passziacutev aacuteramkoumlri elemeken a gyaacutertaacutestechnoloacutegia koumlvetkezteacuteben felleacutepő zaj Kisfrekvenciaacuten leginkaacutebb a MOSFET-ekneacutel veszeacutelyes

Jelzaj viszony a jelteljesiacutetmeacuteny eacutes a zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve Az erősiacutető zajossaacutegaacutenak egyik szaacutemszerű jellemzője (Angol roumlvidiacuteteacutessel SNR vagy SN rarr Signal to Noise Ratio)

dBlg10

dB

zaj

jel

zaj

jel

P

P

P

P

A keacutepletben Pjel rarr jelteljesiacutetmeacuteny Pzaj rarr zajteljesiacutetmeacuteny

Zajteacutenyező az erősiacutető bemeneteacutere eacutes kimeneteacutere vonatkoztatott jelzaj viszonyok haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dB1

lg10lg10e

dB

bzaj

kizaj

p

kizaj

kijel

bezaj

bejel

P

P

A

P

P

P

P

F

A keacutepletben AP rarr az erősiacutető teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutese

Zajszint a hangossaacuteg eacuterzeacutekeleacuteseacutehez tartozoacute jellemző amely a meacutert zajteljesiacutetmeacuteny eacutes a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dBlg100

dB

zaj

zaj

P

Pd

A keacutepletben viszonyiacutetaacutesi alapkeacutent a Pzaj0 rarr a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz (1 kHz-neacutel 10-12 Wm2) tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny szerepel

Eacuterdekesseacuteg a zajszint emberi szervezetre gyakorolt hataacutesa a hangossaacuteg fuumlggveacutenyeacuteben a koumlvetkező

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

18

- 30 dB zajszint rarr pszicheacutes - 65 dB zajszint rarr vegetatiacutev - 90 dB zajszint rarr halloacuteszervi - 120 dB zajszint rarr faacutejdalomkuumlszoumlb - 120 -130 dB zajszint rarr maradandoacute hallaacuteskaacuterosodaacutes - 160 dB zajszint rarr dobhaacutertyarepedeacutes - 175 dB zajszint rarr halaacutelos koumlvetkezmeacutenyű

Torziacutetaacutes erősiacutetőkben felleacutepő jelenseacuteg melynek hataacutesaacutera a vezeacuterlő analoacuteg jel időfuumlggveacutenyeacutenek tulajdonsaacutegai a kimenetre eacuterve nem kiacutevaacutent moacutedon megvaacuteltoznak Maacuteskeacutent fogalmazva a jel spektrumaacuteban talaacutelhatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute oumlsszetevők erősiacuteteacuteskor moacutedosulnak A torzulaacutesok meacuterteacutekeacutet a vezeacuterlő analoacuteg jel frekvenciaacuteja eacutes amplituacutedoacuteja befolyaacutesolja

Lineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti (frekvenciatorziacutetaacutes) illetve moacutedosiacutetja a jel komponenseinek egymaacuteshoz viszonyiacutetott faacutezishelyzeteacutet (faacutezistorziacutetaacutes) A lineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető frekvenciafuumlggő lineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (L C) okozzaacutek

Nemlineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző amplituacutedoacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti Az erősiacutető kimeneteacuten nem kiacutevaacutenatos jeloumlsszetevők jelennek meg Harmonikus torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacutejaacutenak (alapharmonikus) egeacutesz szaacutemuacute toumlbbszoumlroumlsei (felharmonikusok) Modulaacutecioacutes torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacuteinak oumlsszegei eacutes kuumlloumlnbseacutegei A nemlineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető nemlineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (feacutelvezető eszkoumlzoumlk) okozzaacutek

Harmonikus torziacutetaacutesi teacutenyező az oumlsszegzett felharmonikusok effektiacutev eacuterteacutekeacutenek eacutes a teljes jel effektiacutev eacuterteacutekeacutenek az araacutenya -ban kifejezve

223

22

21

223

22

n

nh

UUUU

UUUk

U1rarr az alapharmonikus jel feszuumlltseacutegeacutenek effektiacutev eacuterteacuteke

U2 U3hellipUn rarr a felharmonikus jelek feszuumlltseacutegeinek effektiacutev eacuterteacuteke

4 Erősiacutetők meacuteretezeacutese

Az erősiacutető fokozatok meacuteretezeacutese a műszaki gyakorlatban leegyszerűsiacutetve 3 fő leacutepeacutesből aacutell A meacuteretezeacutes leacutepeacutesei

1 leacutepeacutes az aacuteramkoumlr feleacutepiacuteteacuteseacutenek megtervezeacutese az aacuteramkoumlr megrajzolaacutesa

2 leacutepeacutes munkapont beaacutelliacutetaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

19

3 leacutepeacutes vaacuteltakozoacute aacuteramuacute erősiacutető parameacuteterek meghataacuterozaacutesa

Az eddig taacutergyaltak alapjaacuten tegyuumlnk kiacuteseacuterletet egy kivaacutelasztott erősiacutető alapkapcsolaacutes meacuteretezeacuteseacutere

MEacuteRETEZEacuteSI FELADAT

Veacutegezzuumlk el a 16 aacutebraacuten laacutethatoacute source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető meacuteretezeacuteseacutet

Munkaponti adatok UGS0 = -2 V UDS0 = 8 V ID0 = 14 mA jFET parameacuteterek y21 = 10 mS y22 = 25 microS Egyeacuteb adatok UT = 24 V RG = 200 kΩ Rt = 15 kΩ ug = 25 mV Rg = 25 kΩ Feladatok a) Hataacuterozzuk meg RS eacutes RD eacuterteacutekeacutet b) Hataacuterozzuk meg a fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet c) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet d) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutegeacutet e) Hataacuterozzuk meg Cki eacuterteacutekeacutet uacutegy hogy a kapcsolaacutes alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa =15 Hz legyen (A toumlbbi kapacitaacutes nem szoacutel bele az aacutetvitelbe)

16 aacutebra Source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

20

a) Az aacuteramkoumlroumln bejeloumllt egyenfeszuumlltseacutegek eacutes egyenaacuteramok figyelembeveacuteteleacutevel az oumlsszefuumlggeacutesek feliacuteraacutesaacutehoz az elektrotechnika Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyeit alkalmazzuk (A kapcsolaacutes bemeneteacuten az IG gate aacuteram elhanyagolhatoacute)

SRGS UU 0

kI

UR

D

GSS 431

mA 41

V 2

0

0

kV

I

UUUR

D

RDSTD

S 10mA 41

2V 8V 24

0

0

b) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet a kapcsolaacutes y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacuteből lehet legegyszerűbben meghataacuterozni A helyettesiacutető keacutep a 17 aacutebraacuten laacutethatoacute

17 aacutebra A source kapcsolaacutesuacute erősiacutető y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Ha a bemenet felől illetve a kimenet felől betekintuumlnk a helyettesiacutető neacutegypoacutelusba koumlnnyedeacuten feliacuterhatjuk a bemeneti eacutes a kimeneti ellenaacutellaacutes oumlsszefuumlggeacuteseacutet majd behelyettesiacuteteacutes utaacuten meghataacuterozhatjuk az eacuterteacutekeket

kRr Gbe 200

kS

ky

Rr Dki 825

110

1

22

c) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes meghataacuterozaacutesaacutehoz egy roumlvid levezeteacutes utaacuten eljuthatunk

be

kiut u

uA

tD

sbeski RR

yuyu

2221

1

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

21

152)158(10)(21 kkmSRRyA tkiut

A veacutegeredmeacutenyből laacutethatoacute hogy az erősiacutető faacutezist fordiacutet

d) A kimeneti feszuumlltseacuteg meghataacuterozaacutesaacutehoz előszoumlr fel kell iacuterni a vezeacuterlő generaacutetorboacutel az erősiacutető bemeneteacutere jutoacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteget majd a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes segiacutetseacutegeacutevel kimeneti feszuumlltseacuteggeacute alakiacutetva hataacuterozhatjuk meg a pontos eacuterteacuteket

mVRR

Ruu

gG

Ggbe 2222

k 25k 002

k 002mV 25

VmVuAu beutkit 1612222152

e) A megadott parameacuteterek szerint az erősiacutető alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet csak a Cki kimeneti kapacitaacutes okozza Az erősiacutető helyettesiacutető keacutepeacutenek kimeneti koumlreacuteben (ld 18 aacutebra) a hataacuterfrekvencia definiacutecioacutejaacuteboacutel adoacutedoacute egyenlőseacutegből a hataacuterfrekvencia kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz juthatunk

18 aacutebra Az erősiacutető kimeneti koumlreacutenek kisfrekvenciaacutes helyettesiacutető keacutepe

A feszuumlltseacutegosztaacutes toumlrveacutenyeacutet alkalmazva levezeteacutessel bizonyiacutethatoacute hogy a hataacuterfrekvenciaacuten bekoumlvetkező 3 dB-es erősiacuteteacutes szintcsoumlkkeneacutesneacutel a csatoloacute kondenzaacutetor reaktanciaacuteja eacuterteacutekre megegyezik a koumlruumlloumltte elhelyezkedő ellenaacutellaacutesok eredőjeacutevel

tkitDC RrRRy

Xki

22

1

kiaC Cf

Xki

2

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 46210511080152

1

2

144

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 7: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

6

Munkapontbeaacutelliacutetaacutes a műszaki gyakorlatban az erősiacutetőfokozatok uumlzemi műkoumldeacuteseacutenek felteacutetelekeacutent az aktiacutev elem bemeneti eacutes kimeneti kapcsaira előiacutert eacuterteacutekű egyenfeszuumlltseacutegek beaacutelliacutetaacutesa

Optimaacutelis munkapontbeaacutelliacutetaacutes egyetlen taacutepegyseacuteggel eacutes kuumlloumlnboumlző helyekre kapcsolt ellenaacutellaacutesokkal egyenfeszuumlltseacutegek biztosiacutetaacutesa Termeacuteszetesen az ellenaacutellaacutesok az erősiacutetők jellemzőit is befolyaacutesoljaacutek

Az 5 eacutes 6 aacutebraacuten egy NPN tiacutepusuacute bipolaacuteris tranzisztor eacutes egy N csatornaacutes jFET tranzisztornaacutel alkalmazott munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesokat laacutethatunk

5 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor munkapontjaacutenak beaacutelliacutetaacutesa

A bipolaacuteris tranzisztoros kapcsolaacutesi rajzokon a munkaponti adatok a koumlvetkezők UBEo UCEo IBo ICo IEo A munkaponti adatok koumlzuumll az UBEo eacuterteacuteke germaacutenium alapanyag eseteacuten 02-03V sziliacutecium tranzisztoroknaacutel 06-07 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

7

6 aacutebra Teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor munkapontjaacutenak beaacutelliacutetaacutesa

A teacutervezeacuterleacutesű tranzisztoros kapcsolaacutesi rajzokon a munkaponti adatok a koumlvetkezők UGSo UDSo IDo

A P csatornaacutes bipolaacuteris tranzisztornaacutel eacutes a MOSFET tiacutepusuacute tranzisztoroknaacutel a munkapontbeaacutelliacutetaacutes hasonloacute elveken alapszik

A munkapont-beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meacuteretezeacutese a munkaponti adatok ismereteacuteben az Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyek segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik Neacutezzuumlnk neacutehaacuteny egyszerű meacuteretezeacutesi mintapeacuteldaacutet

1 mintapeacutelda

Meacuteretezzuumlk az 5 aacutebraacuten laacutethatoacute baacutezis-ellenaacutellaacutesos koumlzoumls emitteres erősiacutető munkapont-beaacutelliacutetoacute elemeit (RC RE RB)

Munkaponti adatok

UT = 15 V UBE0 = 06 V IC0 = 6 mA IB0 = 50 μA UCE0 = 52 V URE = 2 V

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

8

A kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval feliacuterjuk a meghataacuterozandoacute ellenaacutellaacutesokon eső egyenfeszuumlltseacuteget eacutes elosztjuk az ellenaacutellaacutesokon aacutetfolyoacute egyenaacuterammal

k 136

22515

0

mA

VVV

I

UUUR

C

RECEOTC

k 250 50

V 2V 06V 15

0

0

AI

UUUR

B

REBETB

330 506

V 2

00

AmAII

RUR

BC

EE

(Amennyiben a kiszaacutemiacutetott ellenaacutellaacutes eacuterteacutekekhez a műszaki gyakorlatban nem tartoznak ellenaacutellaacutesok akkor az elmeacuteleti eredmeacutenyekhez legkoumlzelebb eső szabvaacutenyos eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesokat kell vaacutelasztani)

2 mintafeladat

Meacuteretezzuumlk a 6 aacutebraacuten laacutethatoacute source-ellenaacutellaacutesos source kapcsolaacutesuacute jFET-es erősiacutető munkapont-beaacutelliacutetoacute elemeit (RS RD)

Munkaponti adatok

UT = 15 V ID0 = 1 mA UGS0 = -25 V UDS0 = 65 V A kapcsolaacutesban feltuumlntetett R1 ellenaacutellaacutes a munkapont beaacutelliacutetaacutesban nem jaacutetszik szerepet

Megoldaacutes

A kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel itt is az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesa toumlrteacutenik

k 52mA 1

V 25

0

0 D

GSS I

UR

Magyaraacutezat vezeacuterleacutes neacutelkuumll az R1 ellenaacutellaacuteson nem folyik aacuteram iacutegy nem esik rajta feszuumlltseacuteg ezeacutert az RS ellenaacutellaacuteson a hurok toumlrveacuteny szerint 25 V feszuumlltseacutegnek kell esnie

kmA

V

I

UR

D

RD

D 61

6

0

Magyaraacutezat a kimeneti oldalra feliacutert huroktoumlrveacuteny segiacutetseacutegeacutevel kifejezhető az RD ellenaacutellaacutesra jutoacute egyenfeszuumlltseacuteg

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

9

VVVVUUUU

UUUU

SD

SD

RDSTR

DSRRT

65256150

0

ERŐSIacuteTŐK AKTIacuteV ALAPELEMEINEK HELYETTESIacuteTŐ KEacutePEI Az erősiacutetők aktiacutev diszkreacutet elemeinek tekintjuumlk a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorokat Mindkeacutet aktiacutev elem 3 kivezeteacutessel rendelkezik de erősiacutető alapkapcsolaacutesokban az egyik elektroacutedaacutet a bemenet-kimenet szempontjaacuteboacutel koumlzoumlsnek tekintjuumlk s iacutegy a tranzisztorok aktiacutev lineaacuteris neacutegypoacuteluskeacutent kezelhetők Az ilyen tiacutepusuacute neacutegypoacutelusokhoz az elektronikai meacuteretezeacutes helyettesiacutető keacutepeket rendel

Helyettesiacutető keacutep az elektronikai eszkoumlz jellemzeacuteseacutet segiacutető elektronikai szaacutemiacutetaacutesok szempontjaacuteboacutel egyeneacuterteacutekű hagyomaacutenyos alapelemekből feleacutepiacutetett aacuteramkoumlr Az ilyen kapcsolaacutes elektronikai szempontboacutel ugyanuacutegy viselkedik mint az eredeti elektronikai eszkoumlz Az erősiacutetőelemek helyettesiacutető keacutepe feszuumlltseacuteg- eacutesvagy aacuteramgeneraacutetorokboacutel valamint passziacutev elemekből feleacutepiacutetett lineaacuteris neacutegypoacutelus A helyettesiacutető keacutepek alkalmazaacutesa szemleacuteletesseacute eacutes aacutetlaacutethatoacutebbaacute teszi az erősiacutetők műkoumldeacuteseacutet meacuteretezeacuteseacutet

Az aktiacutev elemek neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeineacutel a hibrid (h) az inverz hibrid (d) vagy az admittancia (y) parameacutetereket alkalmazzaacutek

Hibrid (vegyes h) parameacuteterű egyenletrendszer

2221212

2121111

uhihi

uhihu

Inverz hibrid (fordiacutetott vegyes d) parameacuteterű egyenletrendszer

i d u d i

u d u d i1 11 1 12 2

2 21 1 22 2

Admittancia (vezetőkeacutepesseacuteg y) parameacuteteres egyenletrendszer

i y u y u

i y u y u1 11 1 12 2

2 21 1 22 2

1 Bipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepe

Kisfrekvenciaacutes műkoumldteteacutesneacutel a bipolaacuteris tranzisztorokhoz leggyakrabban a hibrid (h) parameacutetereket hasznaacuteljaacutek

Nagyfrekvenciaacuten az admittancia (y) parameacutetereket alkalmazzaacutek

A 7 eacutes 8 aacutebraacuten az NPN tiacutepusuacute bipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei laacutethatoacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

10

7 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor kisfrekvenciaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

8 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor nagyfrekvenciaacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A bipolaacuteris tranzisztoroknaacutel megfigyelhető hogy 1 db aacuteramgeneraacutetorral eacutes 2 db ellenaacutellaacutessal megalkothatoacute a helyettesiacutető keacutep Termeacuteszetesen a PNP tranzisztorokhoz illetve azok koumlzoumls kollektoruacute eacutes koumlzoumls baacutezisuacute alkalmazaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

1 Unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei

A teacutervezeacuterleacutesű tranzisztorokhoz meacutereacutestechnikai szempontok szerint az admittancia (y) vagy az inverz hibrid (d) parameacutetereket alkalmazzaacutek

A 9 eacutes 10 aacutebraacuten N csatornaacutes source kapcsolaacutesuacute jFET tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei tanulmaacutenyozhatoacutek

9 aacutebra jFET tranzisztor admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

11

10 aacutebra jFET tranzisztor inverz hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Az unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepein megfigyelhető hogy a bemeneti aacuteramuk elhanyagolhatoacute iacutegy bemenetuumlk szakadaacutesnak tekinthető A helyettesiacutető keacutep 1db feszuumlltseacuteg- vagy aacuteramgeneraacutetorboacutel 1 db ellenaacutellaacutesboacutel eacutes egy db szakadaacutes jelkeacutepből oumlsszerakhatoacute

Termeacuteszetesen a P csatornaacutes jFET-ekhez vagy a MOSFET-ekhez illetve azok drain eacutes gate kapcsolaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

Az eddigiekben koumlrbejaacutertuk a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorok neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeit Az elsajaacutetiacutetott ismeretek birtokaacuteban elkeacutesziacutethető baacutermely erősiacutető alapkapcsolaacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute helyettesiacutető keacutepe Gyakorlati peacuteldakeacutent a 11 aacutebraacuten vizsgaacuteljuk meg egy koumlzoumls emitteres baacutezisosztoacutes alapkapcsolaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

11 aacutebra Koumlzoumls emitteres alapkapcsolaacutes eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A 11 aacutebra NPN tranzisztoros emitter kapcsolaacutesuacute erősiacutetőjeacutet feszuumlltseacuteggeneraacutetor (ug Rg) vezeacuterli s a kimeneteacutet terhelő ellenaacutellaacutes (Rt) zaacuterja Az aacutebraacuten elkuumlloumlniacutetve felismerhető a tranzisztor hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe A baacutezisosztoacute (R1 R2) eacutes a munkaellenaacutellaacutes (Rc) elhelyezkedeacuteseacutet a helyettesiacutető keacutepen magyaraacutezza hogy az UT feszuumlltseacutegű taacutepegyseacuteg vaacuteltakozoacute aacuteram szempontjaacuteboacutel roumlvidzaacuternak tekinthető A kondenzaacutetorok (Cbe Cki CE) vaacuteltakozoacute aacuteramon a helyettesiacutető keacutepen szinteacuten roumlvidzaacuterkeacutent szerepelnek Az emitter kondenzaacutetor a helyettesiacuteteacutesneacutel az emitter ellenaacutellaacutet is roumlvidre zaacuterja

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

12

Termeacuteszetesen hasonloacutean helyettesiacutethető a toumlbbi bipolaacuteris tranzisztoros alapkapcsolaacutes s ugyanilyen moacutedszerrel megalkothatoacutek a teacutervezeacuterleacutesű tranzisztoros alapkapcsolaacutesok helyettesiacutető keacutepei

Az erősiacutetők vaacuteltakozoacute aacuteramuacute jellemzőit a kapcsolaacutesi rajzuk eacutes helyettesiacutető keacutepeik segiacutetseacutegeacutevel lehet legszemleacuteletesebben eacutertelmezni

ERŐSIacuteTŐK JELLEMZŐI Erősiacutető elektronikus aacuteramkoumlr aktiacutev neacutegypoacutelus amely a bemeneteacutere vezetett elektromos jelből a kimeneteacuten megegyező hullaacutemformaacutejuacute de tetszőlegesen nagyobb eacuterteacutekű elektromos jelet szolgaacuteltat A kapcsolaacuteshoz alkalmazott taacutepegyseacuteg energiaacuteja fedezi a nagyobb eacuterteacutekű jel teljesiacutetmeacutenynoumlvekedeacuteseacutet

Erősiacuteteacutes vezeacuterelt teljesiacutetmeacuteny-aacutetalakiacutetaacutes

A 12 aacutebraacuten egy erősiacutető aacuteltalaacutenos toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese laacutethatoacute Az erősiacutető bemeneteacuten egy ug feszuumlltseacutegű Rg belső ellenaacutellaacutesuacute generaacutetor biztosiacutetja az ube bemeneti feszuumlltseacuteget eacutes ibe bemeneti aacuteramot A kimeneten Rt terhelő ellenaacutellaacuteson joumln leacutetre az uki kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes az iki kimeneti aacuteram

12 aacutebra Erősiacutető toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese

A toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutesen feltuumlntetett haacuteromszoumlg jelkeacutepezi az erősiacuteteacutes iraacutenyaacutet Az erősiacuteteacutesek megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz aktiacutev elem(ek) (bipolaacuteris eacutesvagy unipolaacuteris tranzisztorok) szuumlkseacutegesek Az erősiacutető kapcsolaacutesokban a munkapont beaacutelliacutetaacutesaacutera ellenaacutellaacutesok kellenek melyek befolyaacutesoljaacutek az erősiacutető jellemzőit is A gyakorlati aacuteramkoumlroumlkben a megfelelő műkoumldeacutest kondenzaacutetorok is biztosiacutetjaacutek

Az erősiacutetőket kuumlloumlnboumlző szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk A kuumlloumlnboumlző erősiacutetőfajtaacutekat s azok roumlvid ismertetőjeacutet - a teljesseacuteg igeacutenye neacutelkuumll - a 13 aacutebra tartalmazza

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

13

13 aacutebra Az erősiacutetők csoportosiacutetaacutesa

Az erősiacutetők legfontosabb jellemzői az alaacutebbi csoportokba sorolhatoacutek

- Erősiacuteteacutesek - Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes - Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

1 Erősiacuteteacutesek

Az erősiacutető kapcsolaacutesoknaacutel eacutertelmezett erősiacuteteacutesek feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes aacuteramerősiacuteteacutes teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes Az erősiacuteteacutesek kifejezhetők viszonyszaacutemban eacutes logaritmikusan decibel-ben is Az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacuteseket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesokhoz alkalmazzaacutek

Feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti feszuumlltseacuteg csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskiu U

U

U

UA

dBAa uu lg 20

Aacuteramerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti aacuteram csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

14

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskii I

I

I

IA

dBAa ii lg 20

Teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti teljesiacutetmeacuteny csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

iueffbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskip AA

P

P

P

PA

dBAa pp lg 10

Szinuszos vezeacuterleacutes eseteacuten a csuacutecseacuterteacutek eacutes az effektiacutev eacuterteacutek koumlzoumltti kapcsolat

2

csuacutecseacuterteacutekeacuterteacutekeffektiacutev

Fontos az erősiacuteteacutesek a valoacutesaacutegban preciacutezen csak komplex szaacutemokkal eacutertelmezhetők mert bemeneti eacutes kimeneti jelei ritkaacuten azonos faacutezisuacuteak A fenti oumlsszefuumlggeacutesek a faacutezisszoumlget nem veszik figyelembe

2 Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes

Az erősiacutetők bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesait az Ohm toumlrveacuteny alkalmazaacutesaacuteval iacuterhatjuk fel Az oumlsszefuumlggeacutesekben a csuacutecseacuterteacutekekkel vagy az effektiacutev eacuterteacutekekkel szaacutemolunk Az alaacutebbi keacutepleteket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesnaacutel alkalmazzaacutek

Bemeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető bemeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ube) eacutes bemeneti aacuteramaacutenak (Ibe) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effbe

effbe

csuacutecsbe

csuacutecsbebe I

U

I

Ur

Kimeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető terheleacutes neacutelkuumlli uumlresjaacuterati kimeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ukiuuml) eacutes kimeneti roumlvidzaacuteraacutesi aacuteramaacutenak (Ikir) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effrki

effuumlki

csuacutecsrki

csuacutecsuumlkiki I

U

I

Ur

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

15

14 aacutebra Az erősiacutető feleacutepiacuteteacutese a bemenet eacutes a kimenet szempontjaacuteboacutel

A 14 aacutebraacuten megfigyelhető hogy az erősiacutető bemeneti reacuteszeacutet a bemeneti ellenaacutellaacutes keacutepviseli amely terheli a vezeacuterlő generaacutetort Az erősiacutető kimeneti oldala generaacutetorkeacutent foghatoacute fel amelyet a terhelő ellenaacutellaacutes terhel

Elmeacuteleti meacuteretezeacutesekneacutel a pontos oumlsszefuumlggeacuteseket az erősiacutető teljes helyettesiacutető keacutepe alapjaacuten lehet feliacuterni

3 Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

Az erősiacutetők gyakorlati alkalmazaacutesa egyeacuteb jellemzők ismereteacutet is megkoumlveteli Ezek koumlzuumll a legfontosabbak a koumlvetkezők frekvenciamenet hataacuterfrekvenciaacutek saacutevszeacutelesseacuteg zajteacutenyező torziacutetaacutesi teacutenyezők

Frekvenciamenet az erősiacutető frekvencia-aacutetviteleacutere jellemző diagram amely a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes frekvenciafuumlggeacuteseacutet szemleacutelteti

Hataacuterfrekvenciaacutek (fa ff) azon keacutet frekvencia amelyekneacutel az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacutese a koumlzepes frekvenciaacuten (fk) meacutert erősiacuteteacutes 707 -a illetve az erősiacuteteacutes 3 dB-lel kisebb mint a koumlzepes frekvenciaacuten meacutert erősiacuteteacutes dB-ben A keacutet hataacuterfrekvencia fa alsoacute- ff felső hataacuterfrekvencia A műszaki gyakorlatban az erősiacutetők alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet leginkaacutebb a laacutethatoacute csatoloacute kondenzaacutetorok kapacitaacutesai (Cbe Cki) okozzaacutek A 3 dB-es erősiacuteteacutescsoumlkkeneacutesből matematikailag az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek vezethetők le

gbeC RrXbe

gbea

be RrfC

2

1

tkiC RrXki

tkiaki Rrf

C

2

1

A felső hataacuterfrekvenciaacutet doumlntően a laacutethatatlan szoacutert- szereleacutesi- eacutes reacutetegkapacitaacutesok okozzaacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

16

Saacutevszeacutelesseacuteg (B) az alsoacute- eacutes a felső hataacuterfrekvenciaacutek koumlzoumltti frekvenciatartomaacuteny

af ffB

A 15 aacutebra szemleacutelteti egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciameneteacutet saacutevszeacutelesseacutegeacutet alsoacute- eacutes felső hataacuterfrekvenciaacutejaacutet

15 aacutebra Egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciamenete

A 15 aacutebraacuten megfigyelhető egy gyakorlati szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciafuumlggeacutese hataacuterfrekvenciaacutei koumlzepes frekvenciaacuteja eacutes saacutevszeacutelesseacutege

A műszaki gyakorlatban alkalmazott erősiacutetőkkel szemben elvaacuteraacutes hogy a műkoumldeacutesi tartomaacutenyban a bemeneti eacutes kimeneti jel alakja ne teacuterjen el egymaacutestoacutel A valoacutesaacutegban felleacutepő zajok zavarok torziacutetaacutesokat okoznak a felerősiacutetett jel alakjaacuteban

A tovaacutebbiakban megvizsgaacuteljuk a zajok eacutes torziacutetaacutesok erősiacutetőkre gyakorolt hataacutesait a zajok eacutes torziacutetaacutesok legfontosabb jellemzőit

Jel a hasznos informaacutecioacutet tartalmazoacute feszuumlltseacuteg vagy aacuteram meghataacuterozott időfuumlggveacuteny szerinti vaacuteltozaacutesa

Zaj zavaroacute jelek oumlsszesseacutege melynek időfuumlggveacutenye szabaacutelytalan s hasznos informaacutecioacutet nem tartalmaz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

17

Az erősiacutetőkben keletkező zajokat doumlntő meacuterteacutekben a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen mozgaacutesa okozza Az ilyen zajok felleacutepnek az erősiacutető ohmos jellegű ellenaacutellaacutesaiban eacutes aktiacutev eszkoumlzeiben egyaraacutent Fajtaacutei

Termikus zaj a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen hőmozgaacutesa miatt felleacutepő zaj Eacuterteacutekeacutet aacutetlagos zajteljesiacutetmeacutenykeacutent zajfeszuumlltseacutegkeacutent vagy zajaacuteramkeacutent adjaacutek meg

Soumlreacutetzaj feacutelvezetőkben a toumllteacuteshordozoacutek PN aacutetmeneten toumlrteacutenő aacutethaladaacutesaacutenaacutel keletkezik Kisfrekvenciaacuten főleg a Zener dioacutedaacuteknaacutel jelentős

Villoacutedzaacutesi zaj (flicker-zaj) aktiacutev eacutes passziacutev aacuteramkoumlri elemeken a gyaacutertaacutestechnoloacutegia koumlvetkezteacuteben felleacutepő zaj Kisfrekvenciaacuten leginkaacutebb a MOSFET-ekneacutel veszeacutelyes

Jelzaj viszony a jelteljesiacutetmeacuteny eacutes a zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve Az erősiacutető zajossaacutegaacutenak egyik szaacutemszerű jellemzője (Angol roumlvidiacuteteacutessel SNR vagy SN rarr Signal to Noise Ratio)

dBlg10

dB

zaj

jel

zaj

jel

P

P

P

P

A keacutepletben Pjel rarr jelteljesiacutetmeacuteny Pzaj rarr zajteljesiacutetmeacuteny

Zajteacutenyező az erősiacutető bemeneteacutere eacutes kimeneteacutere vonatkoztatott jelzaj viszonyok haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dB1

lg10lg10e

dB

bzaj

kizaj

p

kizaj

kijel

bezaj

bejel

P

P

A

P

P

P

P

F

A keacutepletben AP rarr az erősiacutető teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutese

Zajszint a hangossaacuteg eacuterzeacutekeleacuteseacutehez tartozoacute jellemző amely a meacutert zajteljesiacutetmeacuteny eacutes a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dBlg100

dB

zaj

zaj

P

Pd

A keacutepletben viszonyiacutetaacutesi alapkeacutent a Pzaj0 rarr a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz (1 kHz-neacutel 10-12 Wm2) tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny szerepel

Eacuterdekesseacuteg a zajszint emberi szervezetre gyakorolt hataacutesa a hangossaacuteg fuumlggveacutenyeacuteben a koumlvetkező

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

18

- 30 dB zajszint rarr pszicheacutes - 65 dB zajszint rarr vegetatiacutev - 90 dB zajszint rarr halloacuteszervi - 120 dB zajszint rarr faacutejdalomkuumlszoumlb - 120 -130 dB zajszint rarr maradandoacute hallaacuteskaacuterosodaacutes - 160 dB zajszint rarr dobhaacutertyarepedeacutes - 175 dB zajszint rarr halaacutelos koumlvetkezmeacutenyű

Torziacutetaacutes erősiacutetőkben felleacutepő jelenseacuteg melynek hataacutesaacutera a vezeacuterlő analoacuteg jel időfuumlggveacutenyeacutenek tulajdonsaacutegai a kimenetre eacuterve nem kiacutevaacutent moacutedon megvaacuteltoznak Maacuteskeacutent fogalmazva a jel spektrumaacuteban talaacutelhatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute oumlsszetevők erősiacuteteacuteskor moacutedosulnak A torzulaacutesok meacuterteacutekeacutet a vezeacuterlő analoacuteg jel frekvenciaacuteja eacutes amplituacutedoacuteja befolyaacutesolja

Lineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti (frekvenciatorziacutetaacutes) illetve moacutedosiacutetja a jel komponenseinek egymaacuteshoz viszonyiacutetott faacutezishelyzeteacutet (faacutezistorziacutetaacutes) A lineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető frekvenciafuumlggő lineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (L C) okozzaacutek

Nemlineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző amplituacutedoacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti Az erősiacutető kimeneteacuten nem kiacutevaacutenatos jeloumlsszetevők jelennek meg Harmonikus torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacutejaacutenak (alapharmonikus) egeacutesz szaacutemuacute toumlbbszoumlroumlsei (felharmonikusok) Modulaacutecioacutes torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacuteinak oumlsszegei eacutes kuumlloumlnbseacutegei A nemlineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető nemlineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (feacutelvezető eszkoumlzoumlk) okozzaacutek

Harmonikus torziacutetaacutesi teacutenyező az oumlsszegzett felharmonikusok effektiacutev eacuterteacutekeacutenek eacutes a teljes jel effektiacutev eacuterteacutekeacutenek az araacutenya -ban kifejezve

223

22

21

223

22

n

nh

UUUU

UUUk

U1rarr az alapharmonikus jel feszuumlltseacutegeacutenek effektiacutev eacuterteacuteke

U2 U3hellipUn rarr a felharmonikus jelek feszuumlltseacutegeinek effektiacutev eacuterteacuteke

4 Erősiacutetők meacuteretezeacutese

Az erősiacutető fokozatok meacuteretezeacutese a műszaki gyakorlatban leegyszerűsiacutetve 3 fő leacutepeacutesből aacutell A meacuteretezeacutes leacutepeacutesei

1 leacutepeacutes az aacuteramkoumlr feleacutepiacuteteacuteseacutenek megtervezeacutese az aacuteramkoumlr megrajzolaacutesa

2 leacutepeacutes munkapont beaacutelliacutetaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

19

3 leacutepeacutes vaacuteltakozoacute aacuteramuacute erősiacutető parameacuteterek meghataacuterozaacutesa

Az eddig taacutergyaltak alapjaacuten tegyuumlnk kiacuteseacuterletet egy kivaacutelasztott erősiacutető alapkapcsolaacutes meacuteretezeacuteseacutere

MEacuteRETEZEacuteSI FELADAT

Veacutegezzuumlk el a 16 aacutebraacuten laacutethatoacute source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető meacuteretezeacuteseacutet

Munkaponti adatok UGS0 = -2 V UDS0 = 8 V ID0 = 14 mA jFET parameacuteterek y21 = 10 mS y22 = 25 microS Egyeacuteb adatok UT = 24 V RG = 200 kΩ Rt = 15 kΩ ug = 25 mV Rg = 25 kΩ Feladatok a) Hataacuterozzuk meg RS eacutes RD eacuterteacutekeacutet b) Hataacuterozzuk meg a fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet c) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet d) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutegeacutet e) Hataacuterozzuk meg Cki eacuterteacutekeacutet uacutegy hogy a kapcsolaacutes alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa =15 Hz legyen (A toumlbbi kapacitaacutes nem szoacutel bele az aacutetvitelbe)

16 aacutebra Source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

20

a) Az aacuteramkoumlroumln bejeloumllt egyenfeszuumlltseacutegek eacutes egyenaacuteramok figyelembeveacuteteleacutevel az oumlsszefuumlggeacutesek feliacuteraacutesaacutehoz az elektrotechnika Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyeit alkalmazzuk (A kapcsolaacutes bemeneteacuten az IG gate aacuteram elhanyagolhatoacute)

SRGS UU 0

kI

UR

D

GSS 431

mA 41

V 2

0

0

kV

I

UUUR

D

RDSTD

S 10mA 41

2V 8V 24

0

0

b) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet a kapcsolaacutes y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacuteből lehet legegyszerűbben meghataacuterozni A helyettesiacutető keacutep a 17 aacutebraacuten laacutethatoacute

17 aacutebra A source kapcsolaacutesuacute erősiacutető y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Ha a bemenet felől illetve a kimenet felől betekintuumlnk a helyettesiacutető neacutegypoacutelusba koumlnnyedeacuten feliacuterhatjuk a bemeneti eacutes a kimeneti ellenaacutellaacutes oumlsszefuumlggeacuteseacutet majd behelyettesiacuteteacutes utaacuten meghataacuterozhatjuk az eacuterteacutekeket

kRr Gbe 200

kS

ky

Rr Dki 825

110

1

22

c) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes meghataacuterozaacutesaacutehoz egy roumlvid levezeteacutes utaacuten eljuthatunk

be

kiut u

uA

tD

sbeski RR

yuyu

2221

1

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

21

152)158(10)(21 kkmSRRyA tkiut

A veacutegeredmeacutenyből laacutethatoacute hogy az erősiacutető faacutezist fordiacutet

d) A kimeneti feszuumlltseacuteg meghataacuterozaacutesaacutehoz előszoumlr fel kell iacuterni a vezeacuterlő generaacutetorboacutel az erősiacutető bemeneteacutere jutoacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteget majd a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes segiacutetseacutegeacutevel kimeneti feszuumlltseacuteggeacute alakiacutetva hataacuterozhatjuk meg a pontos eacuterteacuteket

mVRR

Ruu

gG

Ggbe 2222

k 25k 002

k 002mV 25

VmVuAu beutkit 1612222152

e) A megadott parameacuteterek szerint az erősiacutető alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet csak a Cki kimeneti kapacitaacutes okozza Az erősiacutető helyettesiacutető keacutepeacutenek kimeneti koumlreacuteben (ld 18 aacutebra) a hataacuterfrekvencia definiacutecioacutejaacuteboacutel adoacutedoacute egyenlőseacutegből a hataacuterfrekvencia kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz juthatunk

18 aacutebra Az erősiacutető kimeneti koumlreacutenek kisfrekvenciaacutes helyettesiacutető keacutepe

A feszuumlltseacutegosztaacutes toumlrveacutenyeacutet alkalmazva levezeteacutessel bizonyiacutethatoacute hogy a hataacuterfrekvenciaacuten bekoumlvetkező 3 dB-es erősiacuteteacutes szintcsoumlkkeneacutesneacutel a csatoloacute kondenzaacutetor reaktanciaacuteja eacuterteacutekre megegyezik a koumlruumlloumltte elhelyezkedő ellenaacutellaacutesok eredőjeacutevel

tkitDC RrRRy

Xki

22

1

kiaC Cf

Xki

2

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 46210511080152

1

2

144

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 8: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

7

6 aacutebra Teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor munkapontjaacutenak beaacutelliacutetaacutesa

A teacutervezeacuterleacutesű tranzisztoros kapcsolaacutesi rajzokon a munkaponti adatok a koumlvetkezők UGSo UDSo IDo

A P csatornaacutes bipolaacuteris tranzisztornaacutel eacutes a MOSFET tiacutepusuacute tranzisztoroknaacutel a munkapontbeaacutelliacutetaacutes hasonloacute elveken alapszik

A munkapont-beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meacuteretezeacutese a munkaponti adatok ismereteacuteben az Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyek segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik Neacutezzuumlnk neacutehaacuteny egyszerű meacuteretezeacutesi mintapeacuteldaacutet

1 mintapeacutelda

Meacuteretezzuumlk az 5 aacutebraacuten laacutethatoacute baacutezis-ellenaacutellaacutesos koumlzoumls emitteres erősiacutető munkapont-beaacutelliacutetoacute elemeit (RC RE RB)

Munkaponti adatok

UT = 15 V UBE0 = 06 V IC0 = 6 mA IB0 = 50 μA UCE0 = 52 V URE = 2 V

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

8

A kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval feliacuterjuk a meghataacuterozandoacute ellenaacutellaacutesokon eső egyenfeszuumlltseacuteget eacutes elosztjuk az ellenaacutellaacutesokon aacutetfolyoacute egyenaacuterammal

k 136

22515

0

mA

VVV

I

UUUR

C

RECEOTC

k 250 50

V 2V 06V 15

0

0

AI

UUUR

B

REBETB

330 506

V 2

00

AmAII

RUR

BC

EE

(Amennyiben a kiszaacutemiacutetott ellenaacutellaacutes eacuterteacutekekhez a műszaki gyakorlatban nem tartoznak ellenaacutellaacutesok akkor az elmeacuteleti eredmeacutenyekhez legkoumlzelebb eső szabvaacutenyos eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesokat kell vaacutelasztani)

2 mintafeladat

Meacuteretezzuumlk a 6 aacutebraacuten laacutethatoacute source-ellenaacutellaacutesos source kapcsolaacutesuacute jFET-es erősiacutető munkapont-beaacutelliacutetoacute elemeit (RS RD)

Munkaponti adatok

UT = 15 V ID0 = 1 mA UGS0 = -25 V UDS0 = 65 V A kapcsolaacutesban feltuumlntetett R1 ellenaacutellaacutes a munkapont beaacutelliacutetaacutesban nem jaacutetszik szerepet

Megoldaacutes

A kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel itt is az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesa toumlrteacutenik

k 52mA 1

V 25

0

0 D

GSS I

UR

Magyaraacutezat vezeacuterleacutes neacutelkuumll az R1 ellenaacutellaacuteson nem folyik aacuteram iacutegy nem esik rajta feszuumlltseacuteg ezeacutert az RS ellenaacutellaacuteson a hurok toumlrveacuteny szerint 25 V feszuumlltseacutegnek kell esnie

kmA

V

I

UR

D

RD

D 61

6

0

Magyaraacutezat a kimeneti oldalra feliacutert huroktoumlrveacuteny segiacutetseacutegeacutevel kifejezhető az RD ellenaacutellaacutesra jutoacute egyenfeszuumlltseacuteg

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

9

VVVVUUUU

UUUU

SD

SD

RDSTR

DSRRT

65256150

0

ERŐSIacuteTŐK AKTIacuteV ALAPELEMEINEK HELYETTESIacuteTŐ KEacutePEI Az erősiacutetők aktiacutev diszkreacutet elemeinek tekintjuumlk a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorokat Mindkeacutet aktiacutev elem 3 kivezeteacutessel rendelkezik de erősiacutető alapkapcsolaacutesokban az egyik elektroacutedaacutet a bemenet-kimenet szempontjaacuteboacutel koumlzoumlsnek tekintjuumlk s iacutegy a tranzisztorok aktiacutev lineaacuteris neacutegypoacuteluskeacutent kezelhetők Az ilyen tiacutepusuacute neacutegypoacutelusokhoz az elektronikai meacuteretezeacutes helyettesiacutető keacutepeket rendel

Helyettesiacutető keacutep az elektronikai eszkoumlz jellemzeacuteseacutet segiacutető elektronikai szaacutemiacutetaacutesok szempontjaacuteboacutel egyeneacuterteacutekű hagyomaacutenyos alapelemekből feleacutepiacutetett aacuteramkoumlr Az ilyen kapcsolaacutes elektronikai szempontboacutel ugyanuacutegy viselkedik mint az eredeti elektronikai eszkoumlz Az erősiacutetőelemek helyettesiacutető keacutepe feszuumlltseacuteg- eacutesvagy aacuteramgeneraacutetorokboacutel valamint passziacutev elemekből feleacutepiacutetett lineaacuteris neacutegypoacutelus A helyettesiacutető keacutepek alkalmazaacutesa szemleacuteletesseacute eacutes aacutetlaacutethatoacutebbaacute teszi az erősiacutetők műkoumldeacuteseacutet meacuteretezeacuteseacutet

Az aktiacutev elemek neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeineacutel a hibrid (h) az inverz hibrid (d) vagy az admittancia (y) parameacutetereket alkalmazzaacutek

Hibrid (vegyes h) parameacuteterű egyenletrendszer

2221212

2121111

uhihi

uhihu

Inverz hibrid (fordiacutetott vegyes d) parameacuteterű egyenletrendszer

i d u d i

u d u d i1 11 1 12 2

2 21 1 22 2

Admittancia (vezetőkeacutepesseacuteg y) parameacuteteres egyenletrendszer

i y u y u

i y u y u1 11 1 12 2

2 21 1 22 2

1 Bipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepe

Kisfrekvenciaacutes műkoumldteteacutesneacutel a bipolaacuteris tranzisztorokhoz leggyakrabban a hibrid (h) parameacutetereket hasznaacuteljaacutek

Nagyfrekvenciaacuten az admittancia (y) parameacutetereket alkalmazzaacutek

A 7 eacutes 8 aacutebraacuten az NPN tiacutepusuacute bipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei laacutethatoacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

10

7 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor kisfrekvenciaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

8 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor nagyfrekvenciaacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A bipolaacuteris tranzisztoroknaacutel megfigyelhető hogy 1 db aacuteramgeneraacutetorral eacutes 2 db ellenaacutellaacutessal megalkothatoacute a helyettesiacutető keacutep Termeacuteszetesen a PNP tranzisztorokhoz illetve azok koumlzoumls kollektoruacute eacutes koumlzoumls baacutezisuacute alkalmazaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

1 Unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei

A teacutervezeacuterleacutesű tranzisztorokhoz meacutereacutestechnikai szempontok szerint az admittancia (y) vagy az inverz hibrid (d) parameacutetereket alkalmazzaacutek

A 9 eacutes 10 aacutebraacuten N csatornaacutes source kapcsolaacutesuacute jFET tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei tanulmaacutenyozhatoacutek

9 aacutebra jFET tranzisztor admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

11

10 aacutebra jFET tranzisztor inverz hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Az unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepein megfigyelhető hogy a bemeneti aacuteramuk elhanyagolhatoacute iacutegy bemenetuumlk szakadaacutesnak tekinthető A helyettesiacutető keacutep 1db feszuumlltseacuteg- vagy aacuteramgeneraacutetorboacutel 1 db ellenaacutellaacutesboacutel eacutes egy db szakadaacutes jelkeacutepből oumlsszerakhatoacute

Termeacuteszetesen a P csatornaacutes jFET-ekhez vagy a MOSFET-ekhez illetve azok drain eacutes gate kapcsolaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

Az eddigiekben koumlrbejaacutertuk a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorok neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeit Az elsajaacutetiacutetott ismeretek birtokaacuteban elkeacutesziacutethető baacutermely erősiacutető alapkapcsolaacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute helyettesiacutető keacutepe Gyakorlati peacuteldakeacutent a 11 aacutebraacuten vizsgaacuteljuk meg egy koumlzoumls emitteres baacutezisosztoacutes alapkapcsolaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

11 aacutebra Koumlzoumls emitteres alapkapcsolaacutes eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A 11 aacutebra NPN tranzisztoros emitter kapcsolaacutesuacute erősiacutetőjeacutet feszuumlltseacuteggeneraacutetor (ug Rg) vezeacuterli s a kimeneteacutet terhelő ellenaacutellaacutes (Rt) zaacuterja Az aacutebraacuten elkuumlloumlniacutetve felismerhető a tranzisztor hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe A baacutezisosztoacute (R1 R2) eacutes a munkaellenaacutellaacutes (Rc) elhelyezkedeacuteseacutet a helyettesiacutető keacutepen magyaraacutezza hogy az UT feszuumlltseacutegű taacutepegyseacuteg vaacuteltakozoacute aacuteram szempontjaacuteboacutel roumlvidzaacuternak tekinthető A kondenzaacutetorok (Cbe Cki CE) vaacuteltakozoacute aacuteramon a helyettesiacutető keacutepen szinteacuten roumlvidzaacuterkeacutent szerepelnek Az emitter kondenzaacutetor a helyettesiacuteteacutesneacutel az emitter ellenaacutellaacutet is roumlvidre zaacuterja

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

12

Termeacuteszetesen hasonloacutean helyettesiacutethető a toumlbbi bipolaacuteris tranzisztoros alapkapcsolaacutes s ugyanilyen moacutedszerrel megalkothatoacutek a teacutervezeacuterleacutesű tranzisztoros alapkapcsolaacutesok helyettesiacutető keacutepei

Az erősiacutetők vaacuteltakozoacute aacuteramuacute jellemzőit a kapcsolaacutesi rajzuk eacutes helyettesiacutető keacutepeik segiacutetseacutegeacutevel lehet legszemleacuteletesebben eacutertelmezni

ERŐSIacuteTŐK JELLEMZŐI Erősiacutető elektronikus aacuteramkoumlr aktiacutev neacutegypoacutelus amely a bemeneteacutere vezetett elektromos jelből a kimeneteacuten megegyező hullaacutemformaacutejuacute de tetszőlegesen nagyobb eacuterteacutekű elektromos jelet szolgaacuteltat A kapcsolaacuteshoz alkalmazott taacutepegyseacuteg energiaacuteja fedezi a nagyobb eacuterteacutekű jel teljesiacutetmeacutenynoumlvekedeacuteseacutet

Erősiacuteteacutes vezeacuterelt teljesiacutetmeacuteny-aacutetalakiacutetaacutes

A 12 aacutebraacuten egy erősiacutető aacuteltalaacutenos toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese laacutethatoacute Az erősiacutető bemeneteacuten egy ug feszuumlltseacutegű Rg belső ellenaacutellaacutesuacute generaacutetor biztosiacutetja az ube bemeneti feszuumlltseacuteget eacutes ibe bemeneti aacuteramot A kimeneten Rt terhelő ellenaacutellaacuteson joumln leacutetre az uki kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes az iki kimeneti aacuteram

12 aacutebra Erősiacutető toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese

A toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutesen feltuumlntetett haacuteromszoumlg jelkeacutepezi az erősiacuteteacutes iraacutenyaacutet Az erősiacuteteacutesek megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz aktiacutev elem(ek) (bipolaacuteris eacutesvagy unipolaacuteris tranzisztorok) szuumlkseacutegesek Az erősiacutető kapcsolaacutesokban a munkapont beaacutelliacutetaacutesaacutera ellenaacutellaacutesok kellenek melyek befolyaacutesoljaacutek az erősiacutető jellemzőit is A gyakorlati aacuteramkoumlroumlkben a megfelelő műkoumldeacutest kondenzaacutetorok is biztosiacutetjaacutek

Az erősiacutetőket kuumlloumlnboumlző szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk A kuumlloumlnboumlző erősiacutetőfajtaacutekat s azok roumlvid ismertetőjeacutet - a teljesseacuteg igeacutenye neacutelkuumll - a 13 aacutebra tartalmazza

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

13

13 aacutebra Az erősiacutetők csoportosiacutetaacutesa

Az erősiacutetők legfontosabb jellemzői az alaacutebbi csoportokba sorolhatoacutek

- Erősiacuteteacutesek - Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes - Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

1 Erősiacuteteacutesek

Az erősiacutető kapcsolaacutesoknaacutel eacutertelmezett erősiacuteteacutesek feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes aacuteramerősiacuteteacutes teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes Az erősiacuteteacutesek kifejezhetők viszonyszaacutemban eacutes logaritmikusan decibel-ben is Az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacuteseket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesokhoz alkalmazzaacutek

Feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti feszuumlltseacuteg csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskiu U

U

U

UA

dBAa uu lg 20

Aacuteramerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti aacuteram csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

14

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskii I

I

I

IA

dBAa ii lg 20

Teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti teljesiacutetmeacuteny csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

iueffbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskip AA

P

P

P

PA

dBAa pp lg 10

Szinuszos vezeacuterleacutes eseteacuten a csuacutecseacuterteacutek eacutes az effektiacutev eacuterteacutek koumlzoumltti kapcsolat

2

csuacutecseacuterteacutekeacuterteacutekeffektiacutev

Fontos az erősiacuteteacutesek a valoacutesaacutegban preciacutezen csak komplex szaacutemokkal eacutertelmezhetők mert bemeneti eacutes kimeneti jelei ritkaacuten azonos faacutezisuacuteak A fenti oumlsszefuumlggeacutesek a faacutezisszoumlget nem veszik figyelembe

2 Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes

Az erősiacutetők bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesait az Ohm toumlrveacuteny alkalmazaacutesaacuteval iacuterhatjuk fel Az oumlsszefuumlggeacutesekben a csuacutecseacuterteacutekekkel vagy az effektiacutev eacuterteacutekekkel szaacutemolunk Az alaacutebbi keacutepleteket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesnaacutel alkalmazzaacutek

Bemeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető bemeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ube) eacutes bemeneti aacuteramaacutenak (Ibe) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effbe

effbe

csuacutecsbe

csuacutecsbebe I

U

I

Ur

Kimeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető terheleacutes neacutelkuumlli uumlresjaacuterati kimeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ukiuuml) eacutes kimeneti roumlvidzaacuteraacutesi aacuteramaacutenak (Ikir) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effrki

effuumlki

csuacutecsrki

csuacutecsuumlkiki I

U

I

Ur

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

15

14 aacutebra Az erősiacutető feleacutepiacuteteacutese a bemenet eacutes a kimenet szempontjaacuteboacutel

A 14 aacutebraacuten megfigyelhető hogy az erősiacutető bemeneti reacuteszeacutet a bemeneti ellenaacutellaacutes keacutepviseli amely terheli a vezeacuterlő generaacutetort Az erősiacutető kimeneti oldala generaacutetorkeacutent foghatoacute fel amelyet a terhelő ellenaacutellaacutes terhel

Elmeacuteleti meacuteretezeacutesekneacutel a pontos oumlsszefuumlggeacuteseket az erősiacutető teljes helyettesiacutető keacutepe alapjaacuten lehet feliacuterni

3 Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

Az erősiacutetők gyakorlati alkalmazaacutesa egyeacuteb jellemzők ismereteacutet is megkoumlveteli Ezek koumlzuumll a legfontosabbak a koumlvetkezők frekvenciamenet hataacuterfrekvenciaacutek saacutevszeacutelesseacuteg zajteacutenyező torziacutetaacutesi teacutenyezők

Frekvenciamenet az erősiacutető frekvencia-aacutetviteleacutere jellemző diagram amely a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes frekvenciafuumlggeacuteseacutet szemleacutelteti

Hataacuterfrekvenciaacutek (fa ff) azon keacutet frekvencia amelyekneacutel az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacutese a koumlzepes frekvenciaacuten (fk) meacutert erősiacuteteacutes 707 -a illetve az erősiacuteteacutes 3 dB-lel kisebb mint a koumlzepes frekvenciaacuten meacutert erősiacuteteacutes dB-ben A keacutet hataacuterfrekvencia fa alsoacute- ff felső hataacuterfrekvencia A műszaki gyakorlatban az erősiacutetők alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet leginkaacutebb a laacutethatoacute csatoloacute kondenzaacutetorok kapacitaacutesai (Cbe Cki) okozzaacutek A 3 dB-es erősiacuteteacutescsoumlkkeneacutesből matematikailag az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek vezethetők le

gbeC RrXbe

gbea

be RrfC

2

1

tkiC RrXki

tkiaki Rrf

C

2

1

A felső hataacuterfrekvenciaacutet doumlntően a laacutethatatlan szoacutert- szereleacutesi- eacutes reacutetegkapacitaacutesok okozzaacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

16

Saacutevszeacutelesseacuteg (B) az alsoacute- eacutes a felső hataacuterfrekvenciaacutek koumlzoumltti frekvenciatartomaacuteny

af ffB

A 15 aacutebra szemleacutelteti egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciameneteacutet saacutevszeacutelesseacutegeacutet alsoacute- eacutes felső hataacuterfrekvenciaacutejaacutet

15 aacutebra Egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciamenete

A 15 aacutebraacuten megfigyelhető egy gyakorlati szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciafuumlggeacutese hataacuterfrekvenciaacutei koumlzepes frekvenciaacuteja eacutes saacutevszeacutelesseacutege

A műszaki gyakorlatban alkalmazott erősiacutetőkkel szemben elvaacuteraacutes hogy a műkoumldeacutesi tartomaacutenyban a bemeneti eacutes kimeneti jel alakja ne teacuterjen el egymaacutestoacutel A valoacutesaacutegban felleacutepő zajok zavarok torziacutetaacutesokat okoznak a felerősiacutetett jel alakjaacuteban

A tovaacutebbiakban megvizsgaacuteljuk a zajok eacutes torziacutetaacutesok erősiacutetőkre gyakorolt hataacutesait a zajok eacutes torziacutetaacutesok legfontosabb jellemzőit

Jel a hasznos informaacutecioacutet tartalmazoacute feszuumlltseacuteg vagy aacuteram meghataacuterozott időfuumlggveacuteny szerinti vaacuteltozaacutesa

Zaj zavaroacute jelek oumlsszesseacutege melynek időfuumlggveacutenye szabaacutelytalan s hasznos informaacutecioacutet nem tartalmaz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

17

Az erősiacutetőkben keletkező zajokat doumlntő meacuterteacutekben a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen mozgaacutesa okozza Az ilyen zajok felleacutepnek az erősiacutető ohmos jellegű ellenaacutellaacutesaiban eacutes aktiacutev eszkoumlzeiben egyaraacutent Fajtaacutei

Termikus zaj a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen hőmozgaacutesa miatt felleacutepő zaj Eacuterteacutekeacutet aacutetlagos zajteljesiacutetmeacutenykeacutent zajfeszuumlltseacutegkeacutent vagy zajaacuteramkeacutent adjaacutek meg

Soumlreacutetzaj feacutelvezetőkben a toumllteacuteshordozoacutek PN aacutetmeneten toumlrteacutenő aacutethaladaacutesaacutenaacutel keletkezik Kisfrekvenciaacuten főleg a Zener dioacutedaacuteknaacutel jelentős

Villoacutedzaacutesi zaj (flicker-zaj) aktiacutev eacutes passziacutev aacuteramkoumlri elemeken a gyaacutertaacutestechnoloacutegia koumlvetkezteacuteben felleacutepő zaj Kisfrekvenciaacuten leginkaacutebb a MOSFET-ekneacutel veszeacutelyes

Jelzaj viszony a jelteljesiacutetmeacuteny eacutes a zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve Az erősiacutető zajossaacutegaacutenak egyik szaacutemszerű jellemzője (Angol roumlvidiacuteteacutessel SNR vagy SN rarr Signal to Noise Ratio)

dBlg10

dB

zaj

jel

zaj

jel

P

P

P

P

A keacutepletben Pjel rarr jelteljesiacutetmeacuteny Pzaj rarr zajteljesiacutetmeacuteny

Zajteacutenyező az erősiacutető bemeneteacutere eacutes kimeneteacutere vonatkoztatott jelzaj viszonyok haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dB1

lg10lg10e

dB

bzaj

kizaj

p

kizaj

kijel

bezaj

bejel

P

P

A

P

P

P

P

F

A keacutepletben AP rarr az erősiacutető teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutese

Zajszint a hangossaacuteg eacuterzeacutekeleacuteseacutehez tartozoacute jellemző amely a meacutert zajteljesiacutetmeacuteny eacutes a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dBlg100

dB

zaj

zaj

P

Pd

A keacutepletben viszonyiacutetaacutesi alapkeacutent a Pzaj0 rarr a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz (1 kHz-neacutel 10-12 Wm2) tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny szerepel

Eacuterdekesseacuteg a zajszint emberi szervezetre gyakorolt hataacutesa a hangossaacuteg fuumlggveacutenyeacuteben a koumlvetkező

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

18

- 30 dB zajszint rarr pszicheacutes - 65 dB zajszint rarr vegetatiacutev - 90 dB zajszint rarr halloacuteszervi - 120 dB zajszint rarr faacutejdalomkuumlszoumlb - 120 -130 dB zajszint rarr maradandoacute hallaacuteskaacuterosodaacutes - 160 dB zajszint rarr dobhaacutertyarepedeacutes - 175 dB zajszint rarr halaacutelos koumlvetkezmeacutenyű

Torziacutetaacutes erősiacutetőkben felleacutepő jelenseacuteg melynek hataacutesaacutera a vezeacuterlő analoacuteg jel időfuumlggveacutenyeacutenek tulajdonsaacutegai a kimenetre eacuterve nem kiacutevaacutent moacutedon megvaacuteltoznak Maacuteskeacutent fogalmazva a jel spektrumaacuteban talaacutelhatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute oumlsszetevők erősiacuteteacuteskor moacutedosulnak A torzulaacutesok meacuterteacutekeacutet a vezeacuterlő analoacuteg jel frekvenciaacuteja eacutes amplituacutedoacuteja befolyaacutesolja

Lineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti (frekvenciatorziacutetaacutes) illetve moacutedosiacutetja a jel komponenseinek egymaacuteshoz viszonyiacutetott faacutezishelyzeteacutet (faacutezistorziacutetaacutes) A lineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető frekvenciafuumlggő lineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (L C) okozzaacutek

Nemlineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző amplituacutedoacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti Az erősiacutető kimeneteacuten nem kiacutevaacutenatos jeloumlsszetevők jelennek meg Harmonikus torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacutejaacutenak (alapharmonikus) egeacutesz szaacutemuacute toumlbbszoumlroumlsei (felharmonikusok) Modulaacutecioacutes torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacuteinak oumlsszegei eacutes kuumlloumlnbseacutegei A nemlineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető nemlineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (feacutelvezető eszkoumlzoumlk) okozzaacutek

Harmonikus torziacutetaacutesi teacutenyező az oumlsszegzett felharmonikusok effektiacutev eacuterteacutekeacutenek eacutes a teljes jel effektiacutev eacuterteacutekeacutenek az araacutenya -ban kifejezve

223

22

21

223

22

n

nh

UUUU

UUUk

U1rarr az alapharmonikus jel feszuumlltseacutegeacutenek effektiacutev eacuterteacuteke

U2 U3hellipUn rarr a felharmonikus jelek feszuumlltseacutegeinek effektiacutev eacuterteacuteke

4 Erősiacutetők meacuteretezeacutese

Az erősiacutető fokozatok meacuteretezeacutese a műszaki gyakorlatban leegyszerűsiacutetve 3 fő leacutepeacutesből aacutell A meacuteretezeacutes leacutepeacutesei

1 leacutepeacutes az aacuteramkoumlr feleacutepiacuteteacuteseacutenek megtervezeacutese az aacuteramkoumlr megrajzolaacutesa

2 leacutepeacutes munkapont beaacutelliacutetaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

19

3 leacutepeacutes vaacuteltakozoacute aacuteramuacute erősiacutető parameacuteterek meghataacuterozaacutesa

Az eddig taacutergyaltak alapjaacuten tegyuumlnk kiacuteseacuterletet egy kivaacutelasztott erősiacutető alapkapcsolaacutes meacuteretezeacuteseacutere

MEacuteRETEZEacuteSI FELADAT

Veacutegezzuumlk el a 16 aacutebraacuten laacutethatoacute source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető meacuteretezeacuteseacutet

Munkaponti adatok UGS0 = -2 V UDS0 = 8 V ID0 = 14 mA jFET parameacuteterek y21 = 10 mS y22 = 25 microS Egyeacuteb adatok UT = 24 V RG = 200 kΩ Rt = 15 kΩ ug = 25 mV Rg = 25 kΩ Feladatok a) Hataacuterozzuk meg RS eacutes RD eacuterteacutekeacutet b) Hataacuterozzuk meg a fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet c) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet d) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutegeacutet e) Hataacuterozzuk meg Cki eacuterteacutekeacutet uacutegy hogy a kapcsolaacutes alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa =15 Hz legyen (A toumlbbi kapacitaacutes nem szoacutel bele az aacutetvitelbe)

16 aacutebra Source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

20

a) Az aacuteramkoumlroumln bejeloumllt egyenfeszuumlltseacutegek eacutes egyenaacuteramok figyelembeveacuteteleacutevel az oumlsszefuumlggeacutesek feliacuteraacutesaacutehoz az elektrotechnika Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyeit alkalmazzuk (A kapcsolaacutes bemeneteacuten az IG gate aacuteram elhanyagolhatoacute)

SRGS UU 0

kI

UR

D

GSS 431

mA 41

V 2

0

0

kV

I

UUUR

D

RDSTD

S 10mA 41

2V 8V 24

0

0

b) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet a kapcsolaacutes y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacuteből lehet legegyszerűbben meghataacuterozni A helyettesiacutető keacutep a 17 aacutebraacuten laacutethatoacute

17 aacutebra A source kapcsolaacutesuacute erősiacutető y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Ha a bemenet felől illetve a kimenet felől betekintuumlnk a helyettesiacutető neacutegypoacutelusba koumlnnyedeacuten feliacuterhatjuk a bemeneti eacutes a kimeneti ellenaacutellaacutes oumlsszefuumlggeacuteseacutet majd behelyettesiacuteteacutes utaacuten meghataacuterozhatjuk az eacuterteacutekeket

kRr Gbe 200

kS

ky

Rr Dki 825

110

1

22

c) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes meghataacuterozaacutesaacutehoz egy roumlvid levezeteacutes utaacuten eljuthatunk

be

kiut u

uA

tD

sbeski RR

yuyu

2221

1

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

21

152)158(10)(21 kkmSRRyA tkiut

A veacutegeredmeacutenyből laacutethatoacute hogy az erősiacutető faacutezist fordiacutet

d) A kimeneti feszuumlltseacuteg meghataacuterozaacutesaacutehoz előszoumlr fel kell iacuterni a vezeacuterlő generaacutetorboacutel az erősiacutető bemeneteacutere jutoacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteget majd a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes segiacutetseacutegeacutevel kimeneti feszuumlltseacuteggeacute alakiacutetva hataacuterozhatjuk meg a pontos eacuterteacuteket

mVRR

Ruu

gG

Ggbe 2222

k 25k 002

k 002mV 25

VmVuAu beutkit 1612222152

e) A megadott parameacuteterek szerint az erősiacutető alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet csak a Cki kimeneti kapacitaacutes okozza Az erősiacutető helyettesiacutető keacutepeacutenek kimeneti koumlreacuteben (ld 18 aacutebra) a hataacuterfrekvencia definiacutecioacutejaacuteboacutel adoacutedoacute egyenlőseacutegből a hataacuterfrekvencia kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz juthatunk

18 aacutebra Az erősiacutető kimeneti koumlreacutenek kisfrekvenciaacutes helyettesiacutető keacutepe

A feszuumlltseacutegosztaacutes toumlrveacutenyeacutet alkalmazva levezeteacutessel bizonyiacutethatoacute hogy a hataacuterfrekvenciaacuten bekoumlvetkező 3 dB-es erősiacuteteacutes szintcsoumlkkeneacutesneacutel a csatoloacute kondenzaacutetor reaktanciaacuteja eacuterteacutekre megegyezik a koumlruumlloumltte elhelyezkedő ellenaacutellaacutesok eredőjeacutevel

tkitDC RrRRy

Xki

22

1

kiaC Cf

Xki

2

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 46210511080152

1

2

144

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 9: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

8

A kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval feliacuterjuk a meghataacuterozandoacute ellenaacutellaacutesokon eső egyenfeszuumlltseacuteget eacutes elosztjuk az ellenaacutellaacutesokon aacutetfolyoacute egyenaacuterammal

k 136

22515

0

mA

VVV

I

UUUR

C

RECEOTC

k 250 50

V 2V 06V 15

0

0

AI

UUUR

B

REBETB

330 506

V 2

00

AmAII

RUR

BC

EE

(Amennyiben a kiszaacutemiacutetott ellenaacutellaacutes eacuterteacutekekhez a műszaki gyakorlatban nem tartoznak ellenaacutellaacutesok akkor az elmeacuteleti eredmeacutenyekhez legkoumlzelebb eső szabvaacutenyos eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesokat kell vaacutelasztani)

2 mintafeladat

Meacuteretezzuumlk a 6 aacutebraacuten laacutethatoacute source-ellenaacutellaacutesos source kapcsolaacutesuacute jFET-es erősiacutető munkapont-beaacutelliacutetoacute elemeit (RS RD)

Munkaponti adatok

UT = 15 V ID0 = 1 mA UGS0 = -25 V UDS0 = 65 V A kapcsolaacutesban feltuumlntetett R1 ellenaacutellaacutes a munkapont beaacutelliacutetaacutesban nem jaacutetszik szerepet

Megoldaacutes

A kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel itt is az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesa toumlrteacutenik

k 52mA 1

V 25

0

0 D

GSS I

UR

Magyaraacutezat vezeacuterleacutes neacutelkuumll az R1 ellenaacutellaacuteson nem folyik aacuteram iacutegy nem esik rajta feszuumlltseacuteg ezeacutert az RS ellenaacutellaacuteson a hurok toumlrveacuteny szerint 25 V feszuumlltseacutegnek kell esnie

kmA

V

I

UR

D

RD

D 61

6

0

Magyaraacutezat a kimeneti oldalra feliacutert huroktoumlrveacuteny segiacutetseacutegeacutevel kifejezhető az RD ellenaacutellaacutesra jutoacute egyenfeszuumlltseacuteg

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

9

VVVVUUUU

UUUU

SD

SD

RDSTR

DSRRT

65256150

0

ERŐSIacuteTŐK AKTIacuteV ALAPELEMEINEK HELYETTESIacuteTŐ KEacutePEI Az erősiacutetők aktiacutev diszkreacutet elemeinek tekintjuumlk a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorokat Mindkeacutet aktiacutev elem 3 kivezeteacutessel rendelkezik de erősiacutető alapkapcsolaacutesokban az egyik elektroacutedaacutet a bemenet-kimenet szempontjaacuteboacutel koumlzoumlsnek tekintjuumlk s iacutegy a tranzisztorok aktiacutev lineaacuteris neacutegypoacuteluskeacutent kezelhetők Az ilyen tiacutepusuacute neacutegypoacutelusokhoz az elektronikai meacuteretezeacutes helyettesiacutető keacutepeket rendel

Helyettesiacutető keacutep az elektronikai eszkoumlz jellemzeacuteseacutet segiacutető elektronikai szaacutemiacutetaacutesok szempontjaacuteboacutel egyeneacuterteacutekű hagyomaacutenyos alapelemekből feleacutepiacutetett aacuteramkoumlr Az ilyen kapcsolaacutes elektronikai szempontboacutel ugyanuacutegy viselkedik mint az eredeti elektronikai eszkoumlz Az erősiacutetőelemek helyettesiacutető keacutepe feszuumlltseacuteg- eacutesvagy aacuteramgeneraacutetorokboacutel valamint passziacutev elemekből feleacutepiacutetett lineaacuteris neacutegypoacutelus A helyettesiacutető keacutepek alkalmazaacutesa szemleacuteletesseacute eacutes aacutetlaacutethatoacutebbaacute teszi az erősiacutetők műkoumldeacuteseacutet meacuteretezeacuteseacutet

Az aktiacutev elemek neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeineacutel a hibrid (h) az inverz hibrid (d) vagy az admittancia (y) parameacutetereket alkalmazzaacutek

Hibrid (vegyes h) parameacuteterű egyenletrendszer

2221212

2121111

uhihi

uhihu

Inverz hibrid (fordiacutetott vegyes d) parameacuteterű egyenletrendszer

i d u d i

u d u d i1 11 1 12 2

2 21 1 22 2

Admittancia (vezetőkeacutepesseacuteg y) parameacuteteres egyenletrendszer

i y u y u

i y u y u1 11 1 12 2

2 21 1 22 2

1 Bipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepe

Kisfrekvenciaacutes műkoumldteteacutesneacutel a bipolaacuteris tranzisztorokhoz leggyakrabban a hibrid (h) parameacutetereket hasznaacuteljaacutek

Nagyfrekvenciaacuten az admittancia (y) parameacutetereket alkalmazzaacutek

A 7 eacutes 8 aacutebraacuten az NPN tiacutepusuacute bipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei laacutethatoacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

10

7 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor kisfrekvenciaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

8 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor nagyfrekvenciaacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A bipolaacuteris tranzisztoroknaacutel megfigyelhető hogy 1 db aacuteramgeneraacutetorral eacutes 2 db ellenaacutellaacutessal megalkothatoacute a helyettesiacutető keacutep Termeacuteszetesen a PNP tranzisztorokhoz illetve azok koumlzoumls kollektoruacute eacutes koumlzoumls baacutezisuacute alkalmazaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

1 Unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei

A teacutervezeacuterleacutesű tranzisztorokhoz meacutereacutestechnikai szempontok szerint az admittancia (y) vagy az inverz hibrid (d) parameacutetereket alkalmazzaacutek

A 9 eacutes 10 aacutebraacuten N csatornaacutes source kapcsolaacutesuacute jFET tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei tanulmaacutenyozhatoacutek

9 aacutebra jFET tranzisztor admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

11

10 aacutebra jFET tranzisztor inverz hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Az unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepein megfigyelhető hogy a bemeneti aacuteramuk elhanyagolhatoacute iacutegy bemenetuumlk szakadaacutesnak tekinthető A helyettesiacutető keacutep 1db feszuumlltseacuteg- vagy aacuteramgeneraacutetorboacutel 1 db ellenaacutellaacutesboacutel eacutes egy db szakadaacutes jelkeacutepből oumlsszerakhatoacute

Termeacuteszetesen a P csatornaacutes jFET-ekhez vagy a MOSFET-ekhez illetve azok drain eacutes gate kapcsolaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

Az eddigiekben koumlrbejaacutertuk a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorok neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeit Az elsajaacutetiacutetott ismeretek birtokaacuteban elkeacutesziacutethető baacutermely erősiacutető alapkapcsolaacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute helyettesiacutető keacutepe Gyakorlati peacuteldakeacutent a 11 aacutebraacuten vizsgaacuteljuk meg egy koumlzoumls emitteres baacutezisosztoacutes alapkapcsolaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

11 aacutebra Koumlzoumls emitteres alapkapcsolaacutes eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A 11 aacutebra NPN tranzisztoros emitter kapcsolaacutesuacute erősiacutetőjeacutet feszuumlltseacuteggeneraacutetor (ug Rg) vezeacuterli s a kimeneteacutet terhelő ellenaacutellaacutes (Rt) zaacuterja Az aacutebraacuten elkuumlloumlniacutetve felismerhető a tranzisztor hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe A baacutezisosztoacute (R1 R2) eacutes a munkaellenaacutellaacutes (Rc) elhelyezkedeacuteseacutet a helyettesiacutető keacutepen magyaraacutezza hogy az UT feszuumlltseacutegű taacutepegyseacuteg vaacuteltakozoacute aacuteram szempontjaacuteboacutel roumlvidzaacuternak tekinthető A kondenzaacutetorok (Cbe Cki CE) vaacuteltakozoacute aacuteramon a helyettesiacutető keacutepen szinteacuten roumlvidzaacuterkeacutent szerepelnek Az emitter kondenzaacutetor a helyettesiacuteteacutesneacutel az emitter ellenaacutellaacutet is roumlvidre zaacuterja

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

12

Termeacuteszetesen hasonloacutean helyettesiacutethető a toumlbbi bipolaacuteris tranzisztoros alapkapcsolaacutes s ugyanilyen moacutedszerrel megalkothatoacutek a teacutervezeacuterleacutesű tranzisztoros alapkapcsolaacutesok helyettesiacutető keacutepei

Az erősiacutetők vaacuteltakozoacute aacuteramuacute jellemzőit a kapcsolaacutesi rajzuk eacutes helyettesiacutető keacutepeik segiacutetseacutegeacutevel lehet legszemleacuteletesebben eacutertelmezni

ERŐSIacuteTŐK JELLEMZŐI Erősiacutető elektronikus aacuteramkoumlr aktiacutev neacutegypoacutelus amely a bemeneteacutere vezetett elektromos jelből a kimeneteacuten megegyező hullaacutemformaacutejuacute de tetszőlegesen nagyobb eacuterteacutekű elektromos jelet szolgaacuteltat A kapcsolaacuteshoz alkalmazott taacutepegyseacuteg energiaacuteja fedezi a nagyobb eacuterteacutekű jel teljesiacutetmeacutenynoumlvekedeacuteseacutet

Erősiacuteteacutes vezeacuterelt teljesiacutetmeacuteny-aacutetalakiacutetaacutes

A 12 aacutebraacuten egy erősiacutető aacuteltalaacutenos toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese laacutethatoacute Az erősiacutető bemeneteacuten egy ug feszuumlltseacutegű Rg belső ellenaacutellaacutesuacute generaacutetor biztosiacutetja az ube bemeneti feszuumlltseacuteget eacutes ibe bemeneti aacuteramot A kimeneten Rt terhelő ellenaacutellaacuteson joumln leacutetre az uki kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes az iki kimeneti aacuteram

12 aacutebra Erősiacutető toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese

A toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutesen feltuumlntetett haacuteromszoumlg jelkeacutepezi az erősiacuteteacutes iraacutenyaacutet Az erősiacuteteacutesek megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz aktiacutev elem(ek) (bipolaacuteris eacutesvagy unipolaacuteris tranzisztorok) szuumlkseacutegesek Az erősiacutető kapcsolaacutesokban a munkapont beaacutelliacutetaacutesaacutera ellenaacutellaacutesok kellenek melyek befolyaacutesoljaacutek az erősiacutető jellemzőit is A gyakorlati aacuteramkoumlroumlkben a megfelelő műkoumldeacutest kondenzaacutetorok is biztosiacutetjaacutek

Az erősiacutetőket kuumlloumlnboumlző szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk A kuumlloumlnboumlző erősiacutetőfajtaacutekat s azok roumlvid ismertetőjeacutet - a teljesseacuteg igeacutenye neacutelkuumll - a 13 aacutebra tartalmazza

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

13

13 aacutebra Az erősiacutetők csoportosiacutetaacutesa

Az erősiacutetők legfontosabb jellemzői az alaacutebbi csoportokba sorolhatoacutek

- Erősiacuteteacutesek - Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes - Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

1 Erősiacuteteacutesek

Az erősiacutető kapcsolaacutesoknaacutel eacutertelmezett erősiacuteteacutesek feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes aacuteramerősiacuteteacutes teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes Az erősiacuteteacutesek kifejezhetők viszonyszaacutemban eacutes logaritmikusan decibel-ben is Az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacuteseket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesokhoz alkalmazzaacutek

Feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti feszuumlltseacuteg csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskiu U

U

U

UA

dBAa uu lg 20

Aacuteramerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti aacuteram csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

14

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskii I

I

I

IA

dBAa ii lg 20

Teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti teljesiacutetmeacuteny csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

iueffbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskip AA

P

P

P

PA

dBAa pp lg 10

Szinuszos vezeacuterleacutes eseteacuten a csuacutecseacuterteacutek eacutes az effektiacutev eacuterteacutek koumlzoumltti kapcsolat

2

csuacutecseacuterteacutekeacuterteacutekeffektiacutev

Fontos az erősiacuteteacutesek a valoacutesaacutegban preciacutezen csak komplex szaacutemokkal eacutertelmezhetők mert bemeneti eacutes kimeneti jelei ritkaacuten azonos faacutezisuacuteak A fenti oumlsszefuumlggeacutesek a faacutezisszoumlget nem veszik figyelembe

2 Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes

Az erősiacutetők bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesait az Ohm toumlrveacuteny alkalmazaacutesaacuteval iacuterhatjuk fel Az oumlsszefuumlggeacutesekben a csuacutecseacuterteacutekekkel vagy az effektiacutev eacuterteacutekekkel szaacutemolunk Az alaacutebbi keacutepleteket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesnaacutel alkalmazzaacutek

Bemeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető bemeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ube) eacutes bemeneti aacuteramaacutenak (Ibe) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effbe

effbe

csuacutecsbe

csuacutecsbebe I

U

I

Ur

Kimeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető terheleacutes neacutelkuumlli uumlresjaacuterati kimeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ukiuuml) eacutes kimeneti roumlvidzaacuteraacutesi aacuteramaacutenak (Ikir) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effrki

effuumlki

csuacutecsrki

csuacutecsuumlkiki I

U

I

Ur

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

15

14 aacutebra Az erősiacutető feleacutepiacuteteacutese a bemenet eacutes a kimenet szempontjaacuteboacutel

A 14 aacutebraacuten megfigyelhető hogy az erősiacutető bemeneti reacuteszeacutet a bemeneti ellenaacutellaacutes keacutepviseli amely terheli a vezeacuterlő generaacutetort Az erősiacutető kimeneti oldala generaacutetorkeacutent foghatoacute fel amelyet a terhelő ellenaacutellaacutes terhel

Elmeacuteleti meacuteretezeacutesekneacutel a pontos oumlsszefuumlggeacuteseket az erősiacutető teljes helyettesiacutető keacutepe alapjaacuten lehet feliacuterni

3 Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

Az erősiacutetők gyakorlati alkalmazaacutesa egyeacuteb jellemzők ismereteacutet is megkoumlveteli Ezek koumlzuumll a legfontosabbak a koumlvetkezők frekvenciamenet hataacuterfrekvenciaacutek saacutevszeacutelesseacuteg zajteacutenyező torziacutetaacutesi teacutenyezők

Frekvenciamenet az erősiacutető frekvencia-aacutetviteleacutere jellemző diagram amely a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes frekvenciafuumlggeacuteseacutet szemleacutelteti

Hataacuterfrekvenciaacutek (fa ff) azon keacutet frekvencia amelyekneacutel az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacutese a koumlzepes frekvenciaacuten (fk) meacutert erősiacuteteacutes 707 -a illetve az erősiacuteteacutes 3 dB-lel kisebb mint a koumlzepes frekvenciaacuten meacutert erősiacuteteacutes dB-ben A keacutet hataacuterfrekvencia fa alsoacute- ff felső hataacuterfrekvencia A műszaki gyakorlatban az erősiacutetők alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet leginkaacutebb a laacutethatoacute csatoloacute kondenzaacutetorok kapacitaacutesai (Cbe Cki) okozzaacutek A 3 dB-es erősiacuteteacutescsoumlkkeneacutesből matematikailag az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek vezethetők le

gbeC RrXbe

gbea

be RrfC

2

1

tkiC RrXki

tkiaki Rrf

C

2

1

A felső hataacuterfrekvenciaacutet doumlntően a laacutethatatlan szoacutert- szereleacutesi- eacutes reacutetegkapacitaacutesok okozzaacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

16

Saacutevszeacutelesseacuteg (B) az alsoacute- eacutes a felső hataacuterfrekvenciaacutek koumlzoumltti frekvenciatartomaacuteny

af ffB

A 15 aacutebra szemleacutelteti egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciameneteacutet saacutevszeacutelesseacutegeacutet alsoacute- eacutes felső hataacuterfrekvenciaacutejaacutet

15 aacutebra Egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciamenete

A 15 aacutebraacuten megfigyelhető egy gyakorlati szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciafuumlggeacutese hataacuterfrekvenciaacutei koumlzepes frekvenciaacuteja eacutes saacutevszeacutelesseacutege

A műszaki gyakorlatban alkalmazott erősiacutetőkkel szemben elvaacuteraacutes hogy a műkoumldeacutesi tartomaacutenyban a bemeneti eacutes kimeneti jel alakja ne teacuterjen el egymaacutestoacutel A valoacutesaacutegban felleacutepő zajok zavarok torziacutetaacutesokat okoznak a felerősiacutetett jel alakjaacuteban

A tovaacutebbiakban megvizsgaacuteljuk a zajok eacutes torziacutetaacutesok erősiacutetőkre gyakorolt hataacutesait a zajok eacutes torziacutetaacutesok legfontosabb jellemzőit

Jel a hasznos informaacutecioacutet tartalmazoacute feszuumlltseacuteg vagy aacuteram meghataacuterozott időfuumlggveacuteny szerinti vaacuteltozaacutesa

Zaj zavaroacute jelek oumlsszesseacutege melynek időfuumlggveacutenye szabaacutelytalan s hasznos informaacutecioacutet nem tartalmaz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

17

Az erősiacutetőkben keletkező zajokat doumlntő meacuterteacutekben a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen mozgaacutesa okozza Az ilyen zajok felleacutepnek az erősiacutető ohmos jellegű ellenaacutellaacutesaiban eacutes aktiacutev eszkoumlzeiben egyaraacutent Fajtaacutei

Termikus zaj a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen hőmozgaacutesa miatt felleacutepő zaj Eacuterteacutekeacutet aacutetlagos zajteljesiacutetmeacutenykeacutent zajfeszuumlltseacutegkeacutent vagy zajaacuteramkeacutent adjaacutek meg

Soumlreacutetzaj feacutelvezetőkben a toumllteacuteshordozoacutek PN aacutetmeneten toumlrteacutenő aacutethaladaacutesaacutenaacutel keletkezik Kisfrekvenciaacuten főleg a Zener dioacutedaacuteknaacutel jelentős

Villoacutedzaacutesi zaj (flicker-zaj) aktiacutev eacutes passziacutev aacuteramkoumlri elemeken a gyaacutertaacutestechnoloacutegia koumlvetkezteacuteben felleacutepő zaj Kisfrekvenciaacuten leginkaacutebb a MOSFET-ekneacutel veszeacutelyes

Jelzaj viszony a jelteljesiacutetmeacuteny eacutes a zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve Az erősiacutető zajossaacutegaacutenak egyik szaacutemszerű jellemzője (Angol roumlvidiacuteteacutessel SNR vagy SN rarr Signal to Noise Ratio)

dBlg10

dB

zaj

jel

zaj

jel

P

P

P

P

A keacutepletben Pjel rarr jelteljesiacutetmeacuteny Pzaj rarr zajteljesiacutetmeacuteny

Zajteacutenyező az erősiacutető bemeneteacutere eacutes kimeneteacutere vonatkoztatott jelzaj viszonyok haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dB1

lg10lg10e

dB

bzaj

kizaj

p

kizaj

kijel

bezaj

bejel

P

P

A

P

P

P

P

F

A keacutepletben AP rarr az erősiacutető teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutese

Zajszint a hangossaacuteg eacuterzeacutekeleacuteseacutehez tartozoacute jellemző amely a meacutert zajteljesiacutetmeacuteny eacutes a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dBlg100

dB

zaj

zaj

P

Pd

A keacutepletben viszonyiacutetaacutesi alapkeacutent a Pzaj0 rarr a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz (1 kHz-neacutel 10-12 Wm2) tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny szerepel

Eacuterdekesseacuteg a zajszint emberi szervezetre gyakorolt hataacutesa a hangossaacuteg fuumlggveacutenyeacuteben a koumlvetkező

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

18

- 30 dB zajszint rarr pszicheacutes - 65 dB zajszint rarr vegetatiacutev - 90 dB zajszint rarr halloacuteszervi - 120 dB zajszint rarr faacutejdalomkuumlszoumlb - 120 -130 dB zajszint rarr maradandoacute hallaacuteskaacuterosodaacutes - 160 dB zajszint rarr dobhaacutertyarepedeacutes - 175 dB zajszint rarr halaacutelos koumlvetkezmeacutenyű

Torziacutetaacutes erősiacutetőkben felleacutepő jelenseacuteg melynek hataacutesaacutera a vezeacuterlő analoacuteg jel időfuumlggveacutenyeacutenek tulajdonsaacutegai a kimenetre eacuterve nem kiacutevaacutent moacutedon megvaacuteltoznak Maacuteskeacutent fogalmazva a jel spektrumaacuteban talaacutelhatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute oumlsszetevők erősiacuteteacuteskor moacutedosulnak A torzulaacutesok meacuterteacutekeacutet a vezeacuterlő analoacuteg jel frekvenciaacuteja eacutes amplituacutedoacuteja befolyaacutesolja

Lineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti (frekvenciatorziacutetaacutes) illetve moacutedosiacutetja a jel komponenseinek egymaacuteshoz viszonyiacutetott faacutezishelyzeteacutet (faacutezistorziacutetaacutes) A lineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető frekvenciafuumlggő lineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (L C) okozzaacutek

Nemlineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző amplituacutedoacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti Az erősiacutető kimeneteacuten nem kiacutevaacutenatos jeloumlsszetevők jelennek meg Harmonikus torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacutejaacutenak (alapharmonikus) egeacutesz szaacutemuacute toumlbbszoumlroumlsei (felharmonikusok) Modulaacutecioacutes torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacuteinak oumlsszegei eacutes kuumlloumlnbseacutegei A nemlineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető nemlineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (feacutelvezető eszkoumlzoumlk) okozzaacutek

Harmonikus torziacutetaacutesi teacutenyező az oumlsszegzett felharmonikusok effektiacutev eacuterteacutekeacutenek eacutes a teljes jel effektiacutev eacuterteacutekeacutenek az araacutenya -ban kifejezve

223

22

21

223

22

n

nh

UUUU

UUUk

U1rarr az alapharmonikus jel feszuumlltseacutegeacutenek effektiacutev eacuterteacuteke

U2 U3hellipUn rarr a felharmonikus jelek feszuumlltseacutegeinek effektiacutev eacuterteacuteke

4 Erősiacutetők meacuteretezeacutese

Az erősiacutető fokozatok meacuteretezeacutese a műszaki gyakorlatban leegyszerűsiacutetve 3 fő leacutepeacutesből aacutell A meacuteretezeacutes leacutepeacutesei

1 leacutepeacutes az aacuteramkoumlr feleacutepiacuteteacuteseacutenek megtervezeacutese az aacuteramkoumlr megrajzolaacutesa

2 leacutepeacutes munkapont beaacutelliacutetaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

19

3 leacutepeacutes vaacuteltakozoacute aacuteramuacute erősiacutető parameacuteterek meghataacuterozaacutesa

Az eddig taacutergyaltak alapjaacuten tegyuumlnk kiacuteseacuterletet egy kivaacutelasztott erősiacutető alapkapcsolaacutes meacuteretezeacuteseacutere

MEacuteRETEZEacuteSI FELADAT

Veacutegezzuumlk el a 16 aacutebraacuten laacutethatoacute source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető meacuteretezeacuteseacutet

Munkaponti adatok UGS0 = -2 V UDS0 = 8 V ID0 = 14 mA jFET parameacuteterek y21 = 10 mS y22 = 25 microS Egyeacuteb adatok UT = 24 V RG = 200 kΩ Rt = 15 kΩ ug = 25 mV Rg = 25 kΩ Feladatok a) Hataacuterozzuk meg RS eacutes RD eacuterteacutekeacutet b) Hataacuterozzuk meg a fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet c) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet d) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutegeacutet e) Hataacuterozzuk meg Cki eacuterteacutekeacutet uacutegy hogy a kapcsolaacutes alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa =15 Hz legyen (A toumlbbi kapacitaacutes nem szoacutel bele az aacutetvitelbe)

16 aacutebra Source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

20

a) Az aacuteramkoumlroumln bejeloumllt egyenfeszuumlltseacutegek eacutes egyenaacuteramok figyelembeveacuteteleacutevel az oumlsszefuumlggeacutesek feliacuteraacutesaacutehoz az elektrotechnika Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyeit alkalmazzuk (A kapcsolaacutes bemeneteacuten az IG gate aacuteram elhanyagolhatoacute)

SRGS UU 0

kI

UR

D

GSS 431

mA 41

V 2

0

0

kV

I

UUUR

D

RDSTD

S 10mA 41

2V 8V 24

0

0

b) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet a kapcsolaacutes y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacuteből lehet legegyszerűbben meghataacuterozni A helyettesiacutető keacutep a 17 aacutebraacuten laacutethatoacute

17 aacutebra A source kapcsolaacutesuacute erősiacutető y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Ha a bemenet felől illetve a kimenet felől betekintuumlnk a helyettesiacutető neacutegypoacutelusba koumlnnyedeacuten feliacuterhatjuk a bemeneti eacutes a kimeneti ellenaacutellaacutes oumlsszefuumlggeacuteseacutet majd behelyettesiacuteteacutes utaacuten meghataacuterozhatjuk az eacuterteacutekeket

kRr Gbe 200

kS

ky

Rr Dki 825

110

1

22

c) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes meghataacuterozaacutesaacutehoz egy roumlvid levezeteacutes utaacuten eljuthatunk

be

kiut u

uA

tD

sbeski RR

yuyu

2221

1

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

21

152)158(10)(21 kkmSRRyA tkiut

A veacutegeredmeacutenyből laacutethatoacute hogy az erősiacutető faacutezist fordiacutet

d) A kimeneti feszuumlltseacuteg meghataacuterozaacutesaacutehoz előszoumlr fel kell iacuterni a vezeacuterlő generaacutetorboacutel az erősiacutető bemeneteacutere jutoacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteget majd a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes segiacutetseacutegeacutevel kimeneti feszuumlltseacuteggeacute alakiacutetva hataacuterozhatjuk meg a pontos eacuterteacuteket

mVRR

Ruu

gG

Ggbe 2222

k 25k 002

k 002mV 25

VmVuAu beutkit 1612222152

e) A megadott parameacuteterek szerint az erősiacutető alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet csak a Cki kimeneti kapacitaacutes okozza Az erősiacutető helyettesiacutető keacutepeacutenek kimeneti koumlreacuteben (ld 18 aacutebra) a hataacuterfrekvencia definiacutecioacutejaacuteboacutel adoacutedoacute egyenlőseacutegből a hataacuterfrekvencia kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz juthatunk

18 aacutebra Az erősiacutető kimeneti koumlreacutenek kisfrekvenciaacutes helyettesiacutető keacutepe

A feszuumlltseacutegosztaacutes toumlrveacutenyeacutet alkalmazva levezeteacutessel bizonyiacutethatoacute hogy a hataacuterfrekvenciaacuten bekoumlvetkező 3 dB-es erősiacuteteacutes szintcsoumlkkeneacutesneacutel a csatoloacute kondenzaacutetor reaktanciaacuteja eacuterteacutekre megegyezik a koumlruumlloumltte elhelyezkedő ellenaacutellaacutesok eredőjeacutevel

tkitDC RrRRy

Xki

22

1

kiaC Cf

Xki

2

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 46210511080152

1

2

144

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 10: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

9

VVVVUUUU

UUUU

SD

SD

RDSTR

DSRRT

65256150

0

ERŐSIacuteTŐK AKTIacuteV ALAPELEMEINEK HELYETTESIacuteTŐ KEacutePEI Az erősiacutetők aktiacutev diszkreacutet elemeinek tekintjuumlk a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorokat Mindkeacutet aktiacutev elem 3 kivezeteacutessel rendelkezik de erősiacutető alapkapcsolaacutesokban az egyik elektroacutedaacutet a bemenet-kimenet szempontjaacuteboacutel koumlzoumlsnek tekintjuumlk s iacutegy a tranzisztorok aktiacutev lineaacuteris neacutegypoacuteluskeacutent kezelhetők Az ilyen tiacutepusuacute neacutegypoacutelusokhoz az elektronikai meacuteretezeacutes helyettesiacutető keacutepeket rendel

Helyettesiacutető keacutep az elektronikai eszkoumlz jellemzeacuteseacutet segiacutető elektronikai szaacutemiacutetaacutesok szempontjaacuteboacutel egyeneacuterteacutekű hagyomaacutenyos alapelemekből feleacutepiacutetett aacuteramkoumlr Az ilyen kapcsolaacutes elektronikai szempontboacutel ugyanuacutegy viselkedik mint az eredeti elektronikai eszkoumlz Az erősiacutetőelemek helyettesiacutető keacutepe feszuumlltseacuteg- eacutesvagy aacuteramgeneraacutetorokboacutel valamint passziacutev elemekből feleacutepiacutetett lineaacuteris neacutegypoacutelus A helyettesiacutető keacutepek alkalmazaacutesa szemleacuteletesseacute eacutes aacutetlaacutethatoacutebbaacute teszi az erősiacutetők műkoumldeacuteseacutet meacuteretezeacuteseacutet

Az aktiacutev elemek neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeineacutel a hibrid (h) az inverz hibrid (d) vagy az admittancia (y) parameacutetereket alkalmazzaacutek

Hibrid (vegyes h) parameacuteterű egyenletrendszer

2221212

2121111

uhihi

uhihu

Inverz hibrid (fordiacutetott vegyes d) parameacuteterű egyenletrendszer

i d u d i

u d u d i1 11 1 12 2

2 21 1 22 2

Admittancia (vezetőkeacutepesseacuteg y) parameacuteteres egyenletrendszer

i y u y u

i y u y u1 11 1 12 2

2 21 1 22 2

1 Bipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepe

Kisfrekvenciaacutes műkoumldteteacutesneacutel a bipolaacuteris tranzisztorokhoz leggyakrabban a hibrid (h) parameacutetereket hasznaacuteljaacutek

Nagyfrekvenciaacuten az admittancia (y) parameacutetereket alkalmazzaacutek

A 7 eacutes 8 aacutebraacuten az NPN tiacutepusuacute bipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei laacutethatoacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

10

7 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor kisfrekvenciaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

8 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor nagyfrekvenciaacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A bipolaacuteris tranzisztoroknaacutel megfigyelhető hogy 1 db aacuteramgeneraacutetorral eacutes 2 db ellenaacutellaacutessal megalkothatoacute a helyettesiacutető keacutep Termeacuteszetesen a PNP tranzisztorokhoz illetve azok koumlzoumls kollektoruacute eacutes koumlzoumls baacutezisuacute alkalmazaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

1 Unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei

A teacutervezeacuterleacutesű tranzisztorokhoz meacutereacutestechnikai szempontok szerint az admittancia (y) vagy az inverz hibrid (d) parameacutetereket alkalmazzaacutek

A 9 eacutes 10 aacutebraacuten N csatornaacutes source kapcsolaacutesuacute jFET tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei tanulmaacutenyozhatoacutek

9 aacutebra jFET tranzisztor admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

11

10 aacutebra jFET tranzisztor inverz hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Az unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepein megfigyelhető hogy a bemeneti aacuteramuk elhanyagolhatoacute iacutegy bemenetuumlk szakadaacutesnak tekinthető A helyettesiacutető keacutep 1db feszuumlltseacuteg- vagy aacuteramgeneraacutetorboacutel 1 db ellenaacutellaacutesboacutel eacutes egy db szakadaacutes jelkeacutepből oumlsszerakhatoacute

Termeacuteszetesen a P csatornaacutes jFET-ekhez vagy a MOSFET-ekhez illetve azok drain eacutes gate kapcsolaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

Az eddigiekben koumlrbejaacutertuk a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorok neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeit Az elsajaacutetiacutetott ismeretek birtokaacuteban elkeacutesziacutethető baacutermely erősiacutető alapkapcsolaacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute helyettesiacutető keacutepe Gyakorlati peacuteldakeacutent a 11 aacutebraacuten vizsgaacuteljuk meg egy koumlzoumls emitteres baacutezisosztoacutes alapkapcsolaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

11 aacutebra Koumlzoumls emitteres alapkapcsolaacutes eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A 11 aacutebra NPN tranzisztoros emitter kapcsolaacutesuacute erősiacutetőjeacutet feszuumlltseacuteggeneraacutetor (ug Rg) vezeacuterli s a kimeneteacutet terhelő ellenaacutellaacutes (Rt) zaacuterja Az aacutebraacuten elkuumlloumlniacutetve felismerhető a tranzisztor hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe A baacutezisosztoacute (R1 R2) eacutes a munkaellenaacutellaacutes (Rc) elhelyezkedeacuteseacutet a helyettesiacutető keacutepen magyaraacutezza hogy az UT feszuumlltseacutegű taacutepegyseacuteg vaacuteltakozoacute aacuteram szempontjaacuteboacutel roumlvidzaacuternak tekinthető A kondenzaacutetorok (Cbe Cki CE) vaacuteltakozoacute aacuteramon a helyettesiacutető keacutepen szinteacuten roumlvidzaacuterkeacutent szerepelnek Az emitter kondenzaacutetor a helyettesiacuteteacutesneacutel az emitter ellenaacutellaacutet is roumlvidre zaacuterja

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

12

Termeacuteszetesen hasonloacutean helyettesiacutethető a toumlbbi bipolaacuteris tranzisztoros alapkapcsolaacutes s ugyanilyen moacutedszerrel megalkothatoacutek a teacutervezeacuterleacutesű tranzisztoros alapkapcsolaacutesok helyettesiacutető keacutepei

Az erősiacutetők vaacuteltakozoacute aacuteramuacute jellemzőit a kapcsolaacutesi rajzuk eacutes helyettesiacutető keacutepeik segiacutetseacutegeacutevel lehet legszemleacuteletesebben eacutertelmezni

ERŐSIacuteTŐK JELLEMZŐI Erősiacutető elektronikus aacuteramkoumlr aktiacutev neacutegypoacutelus amely a bemeneteacutere vezetett elektromos jelből a kimeneteacuten megegyező hullaacutemformaacutejuacute de tetszőlegesen nagyobb eacuterteacutekű elektromos jelet szolgaacuteltat A kapcsolaacuteshoz alkalmazott taacutepegyseacuteg energiaacuteja fedezi a nagyobb eacuterteacutekű jel teljesiacutetmeacutenynoumlvekedeacuteseacutet

Erősiacuteteacutes vezeacuterelt teljesiacutetmeacuteny-aacutetalakiacutetaacutes

A 12 aacutebraacuten egy erősiacutető aacuteltalaacutenos toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese laacutethatoacute Az erősiacutető bemeneteacuten egy ug feszuumlltseacutegű Rg belső ellenaacutellaacutesuacute generaacutetor biztosiacutetja az ube bemeneti feszuumlltseacuteget eacutes ibe bemeneti aacuteramot A kimeneten Rt terhelő ellenaacutellaacuteson joumln leacutetre az uki kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes az iki kimeneti aacuteram

12 aacutebra Erősiacutető toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese

A toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutesen feltuumlntetett haacuteromszoumlg jelkeacutepezi az erősiacuteteacutes iraacutenyaacutet Az erősiacuteteacutesek megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz aktiacutev elem(ek) (bipolaacuteris eacutesvagy unipolaacuteris tranzisztorok) szuumlkseacutegesek Az erősiacutető kapcsolaacutesokban a munkapont beaacutelliacutetaacutesaacutera ellenaacutellaacutesok kellenek melyek befolyaacutesoljaacutek az erősiacutető jellemzőit is A gyakorlati aacuteramkoumlroumlkben a megfelelő műkoumldeacutest kondenzaacutetorok is biztosiacutetjaacutek

Az erősiacutetőket kuumlloumlnboumlző szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk A kuumlloumlnboumlző erősiacutetőfajtaacutekat s azok roumlvid ismertetőjeacutet - a teljesseacuteg igeacutenye neacutelkuumll - a 13 aacutebra tartalmazza

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

13

13 aacutebra Az erősiacutetők csoportosiacutetaacutesa

Az erősiacutetők legfontosabb jellemzői az alaacutebbi csoportokba sorolhatoacutek

- Erősiacuteteacutesek - Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes - Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

1 Erősiacuteteacutesek

Az erősiacutető kapcsolaacutesoknaacutel eacutertelmezett erősiacuteteacutesek feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes aacuteramerősiacuteteacutes teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes Az erősiacuteteacutesek kifejezhetők viszonyszaacutemban eacutes logaritmikusan decibel-ben is Az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacuteseket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesokhoz alkalmazzaacutek

Feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti feszuumlltseacuteg csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskiu U

U

U

UA

dBAa uu lg 20

Aacuteramerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti aacuteram csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

14

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskii I

I

I

IA

dBAa ii lg 20

Teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti teljesiacutetmeacuteny csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

iueffbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskip AA

P

P

P

PA

dBAa pp lg 10

Szinuszos vezeacuterleacutes eseteacuten a csuacutecseacuterteacutek eacutes az effektiacutev eacuterteacutek koumlzoumltti kapcsolat

2

csuacutecseacuterteacutekeacuterteacutekeffektiacutev

Fontos az erősiacuteteacutesek a valoacutesaacutegban preciacutezen csak komplex szaacutemokkal eacutertelmezhetők mert bemeneti eacutes kimeneti jelei ritkaacuten azonos faacutezisuacuteak A fenti oumlsszefuumlggeacutesek a faacutezisszoumlget nem veszik figyelembe

2 Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes

Az erősiacutetők bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesait az Ohm toumlrveacuteny alkalmazaacutesaacuteval iacuterhatjuk fel Az oumlsszefuumlggeacutesekben a csuacutecseacuterteacutekekkel vagy az effektiacutev eacuterteacutekekkel szaacutemolunk Az alaacutebbi keacutepleteket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesnaacutel alkalmazzaacutek

Bemeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető bemeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ube) eacutes bemeneti aacuteramaacutenak (Ibe) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effbe

effbe

csuacutecsbe

csuacutecsbebe I

U

I

Ur

Kimeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető terheleacutes neacutelkuumlli uumlresjaacuterati kimeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ukiuuml) eacutes kimeneti roumlvidzaacuteraacutesi aacuteramaacutenak (Ikir) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effrki

effuumlki

csuacutecsrki

csuacutecsuumlkiki I

U

I

Ur

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

15

14 aacutebra Az erősiacutető feleacutepiacuteteacutese a bemenet eacutes a kimenet szempontjaacuteboacutel

A 14 aacutebraacuten megfigyelhető hogy az erősiacutető bemeneti reacuteszeacutet a bemeneti ellenaacutellaacutes keacutepviseli amely terheli a vezeacuterlő generaacutetort Az erősiacutető kimeneti oldala generaacutetorkeacutent foghatoacute fel amelyet a terhelő ellenaacutellaacutes terhel

Elmeacuteleti meacuteretezeacutesekneacutel a pontos oumlsszefuumlggeacuteseket az erősiacutető teljes helyettesiacutető keacutepe alapjaacuten lehet feliacuterni

3 Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

Az erősiacutetők gyakorlati alkalmazaacutesa egyeacuteb jellemzők ismereteacutet is megkoumlveteli Ezek koumlzuumll a legfontosabbak a koumlvetkezők frekvenciamenet hataacuterfrekvenciaacutek saacutevszeacutelesseacuteg zajteacutenyező torziacutetaacutesi teacutenyezők

Frekvenciamenet az erősiacutető frekvencia-aacutetviteleacutere jellemző diagram amely a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes frekvenciafuumlggeacuteseacutet szemleacutelteti

Hataacuterfrekvenciaacutek (fa ff) azon keacutet frekvencia amelyekneacutel az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacutese a koumlzepes frekvenciaacuten (fk) meacutert erősiacuteteacutes 707 -a illetve az erősiacuteteacutes 3 dB-lel kisebb mint a koumlzepes frekvenciaacuten meacutert erősiacuteteacutes dB-ben A keacutet hataacuterfrekvencia fa alsoacute- ff felső hataacuterfrekvencia A műszaki gyakorlatban az erősiacutetők alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet leginkaacutebb a laacutethatoacute csatoloacute kondenzaacutetorok kapacitaacutesai (Cbe Cki) okozzaacutek A 3 dB-es erősiacuteteacutescsoumlkkeneacutesből matematikailag az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek vezethetők le

gbeC RrXbe

gbea

be RrfC

2

1

tkiC RrXki

tkiaki Rrf

C

2

1

A felső hataacuterfrekvenciaacutet doumlntően a laacutethatatlan szoacutert- szereleacutesi- eacutes reacutetegkapacitaacutesok okozzaacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

16

Saacutevszeacutelesseacuteg (B) az alsoacute- eacutes a felső hataacuterfrekvenciaacutek koumlzoumltti frekvenciatartomaacuteny

af ffB

A 15 aacutebra szemleacutelteti egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciameneteacutet saacutevszeacutelesseacutegeacutet alsoacute- eacutes felső hataacuterfrekvenciaacutejaacutet

15 aacutebra Egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciamenete

A 15 aacutebraacuten megfigyelhető egy gyakorlati szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciafuumlggeacutese hataacuterfrekvenciaacutei koumlzepes frekvenciaacuteja eacutes saacutevszeacutelesseacutege

A műszaki gyakorlatban alkalmazott erősiacutetőkkel szemben elvaacuteraacutes hogy a műkoumldeacutesi tartomaacutenyban a bemeneti eacutes kimeneti jel alakja ne teacuterjen el egymaacutestoacutel A valoacutesaacutegban felleacutepő zajok zavarok torziacutetaacutesokat okoznak a felerősiacutetett jel alakjaacuteban

A tovaacutebbiakban megvizsgaacuteljuk a zajok eacutes torziacutetaacutesok erősiacutetőkre gyakorolt hataacutesait a zajok eacutes torziacutetaacutesok legfontosabb jellemzőit

Jel a hasznos informaacutecioacutet tartalmazoacute feszuumlltseacuteg vagy aacuteram meghataacuterozott időfuumlggveacuteny szerinti vaacuteltozaacutesa

Zaj zavaroacute jelek oumlsszesseacutege melynek időfuumlggveacutenye szabaacutelytalan s hasznos informaacutecioacutet nem tartalmaz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

17

Az erősiacutetőkben keletkező zajokat doumlntő meacuterteacutekben a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen mozgaacutesa okozza Az ilyen zajok felleacutepnek az erősiacutető ohmos jellegű ellenaacutellaacutesaiban eacutes aktiacutev eszkoumlzeiben egyaraacutent Fajtaacutei

Termikus zaj a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen hőmozgaacutesa miatt felleacutepő zaj Eacuterteacutekeacutet aacutetlagos zajteljesiacutetmeacutenykeacutent zajfeszuumlltseacutegkeacutent vagy zajaacuteramkeacutent adjaacutek meg

Soumlreacutetzaj feacutelvezetőkben a toumllteacuteshordozoacutek PN aacutetmeneten toumlrteacutenő aacutethaladaacutesaacutenaacutel keletkezik Kisfrekvenciaacuten főleg a Zener dioacutedaacuteknaacutel jelentős

Villoacutedzaacutesi zaj (flicker-zaj) aktiacutev eacutes passziacutev aacuteramkoumlri elemeken a gyaacutertaacutestechnoloacutegia koumlvetkezteacuteben felleacutepő zaj Kisfrekvenciaacuten leginkaacutebb a MOSFET-ekneacutel veszeacutelyes

Jelzaj viszony a jelteljesiacutetmeacuteny eacutes a zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve Az erősiacutető zajossaacutegaacutenak egyik szaacutemszerű jellemzője (Angol roumlvidiacuteteacutessel SNR vagy SN rarr Signal to Noise Ratio)

dBlg10

dB

zaj

jel

zaj

jel

P

P

P

P

A keacutepletben Pjel rarr jelteljesiacutetmeacuteny Pzaj rarr zajteljesiacutetmeacuteny

Zajteacutenyező az erősiacutető bemeneteacutere eacutes kimeneteacutere vonatkoztatott jelzaj viszonyok haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dB1

lg10lg10e

dB

bzaj

kizaj

p

kizaj

kijel

bezaj

bejel

P

P

A

P

P

P

P

F

A keacutepletben AP rarr az erősiacutető teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutese

Zajszint a hangossaacuteg eacuterzeacutekeleacuteseacutehez tartozoacute jellemző amely a meacutert zajteljesiacutetmeacuteny eacutes a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dBlg100

dB

zaj

zaj

P

Pd

A keacutepletben viszonyiacutetaacutesi alapkeacutent a Pzaj0 rarr a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz (1 kHz-neacutel 10-12 Wm2) tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny szerepel

Eacuterdekesseacuteg a zajszint emberi szervezetre gyakorolt hataacutesa a hangossaacuteg fuumlggveacutenyeacuteben a koumlvetkező

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

18

- 30 dB zajszint rarr pszicheacutes - 65 dB zajszint rarr vegetatiacutev - 90 dB zajszint rarr halloacuteszervi - 120 dB zajszint rarr faacutejdalomkuumlszoumlb - 120 -130 dB zajszint rarr maradandoacute hallaacuteskaacuterosodaacutes - 160 dB zajszint rarr dobhaacutertyarepedeacutes - 175 dB zajszint rarr halaacutelos koumlvetkezmeacutenyű

Torziacutetaacutes erősiacutetőkben felleacutepő jelenseacuteg melynek hataacutesaacutera a vezeacuterlő analoacuteg jel időfuumlggveacutenyeacutenek tulajdonsaacutegai a kimenetre eacuterve nem kiacutevaacutent moacutedon megvaacuteltoznak Maacuteskeacutent fogalmazva a jel spektrumaacuteban talaacutelhatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute oumlsszetevők erősiacuteteacuteskor moacutedosulnak A torzulaacutesok meacuterteacutekeacutet a vezeacuterlő analoacuteg jel frekvenciaacuteja eacutes amplituacutedoacuteja befolyaacutesolja

Lineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti (frekvenciatorziacutetaacutes) illetve moacutedosiacutetja a jel komponenseinek egymaacuteshoz viszonyiacutetott faacutezishelyzeteacutet (faacutezistorziacutetaacutes) A lineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető frekvenciafuumlggő lineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (L C) okozzaacutek

Nemlineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző amplituacutedoacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti Az erősiacutető kimeneteacuten nem kiacutevaacutenatos jeloumlsszetevők jelennek meg Harmonikus torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacutejaacutenak (alapharmonikus) egeacutesz szaacutemuacute toumlbbszoumlroumlsei (felharmonikusok) Modulaacutecioacutes torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacuteinak oumlsszegei eacutes kuumlloumlnbseacutegei A nemlineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető nemlineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (feacutelvezető eszkoumlzoumlk) okozzaacutek

Harmonikus torziacutetaacutesi teacutenyező az oumlsszegzett felharmonikusok effektiacutev eacuterteacutekeacutenek eacutes a teljes jel effektiacutev eacuterteacutekeacutenek az araacutenya -ban kifejezve

223

22

21

223

22

n

nh

UUUU

UUUk

U1rarr az alapharmonikus jel feszuumlltseacutegeacutenek effektiacutev eacuterteacuteke

U2 U3hellipUn rarr a felharmonikus jelek feszuumlltseacutegeinek effektiacutev eacuterteacuteke

4 Erősiacutetők meacuteretezeacutese

Az erősiacutető fokozatok meacuteretezeacutese a műszaki gyakorlatban leegyszerűsiacutetve 3 fő leacutepeacutesből aacutell A meacuteretezeacutes leacutepeacutesei

1 leacutepeacutes az aacuteramkoumlr feleacutepiacuteteacuteseacutenek megtervezeacutese az aacuteramkoumlr megrajzolaacutesa

2 leacutepeacutes munkapont beaacutelliacutetaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

19

3 leacutepeacutes vaacuteltakozoacute aacuteramuacute erősiacutető parameacuteterek meghataacuterozaacutesa

Az eddig taacutergyaltak alapjaacuten tegyuumlnk kiacuteseacuterletet egy kivaacutelasztott erősiacutető alapkapcsolaacutes meacuteretezeacuteseacutere

MEacuteRETEZEacuteSI FELADAT

Veacutegezzuumlk el a 16 aacutebraacuten laacutethatoacute source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető meacuteretezeacuteseacutet

Munkaponti adatok UGS0 = -2 V UDS0 = 8 V ID0 = 14 mA jFET parameacuteterek y21 = 10 mS y22 = 25 microS Egyeacuteb adatok UT = 24 V RG = 200 kΩ Rt = 15 kΩ ug = 25 mV Rg = 25 kΩ Feladatok a) Hataacuterozzuk meg RS eacutes RD eacuterteacutekeacutet b) Hataacuterozzuk meg a fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet c) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet d) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutegeacutet e) Hataacuterozzuk meg Cki eacuterteacutekeacutet uacutegy hogy a kapcsolaacutes alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa =15 Hz legyen (A toumlbbi kapacitaacutes nem szoacutel bele az aacutetvitelbe)

16 aacutebra Source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

20

a) Az aacuteramkoumlroumln bejeloumllt egyenfeszuumlltseacutegek eacutes egyenaacuteramok figyelembeveacuteteleacutevel az oumlsszefuumlggeacutesek feliacuteraacutesaacutehoz az elektrotechnika Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyeit alkalmazzuk (A kapcsolaacutes bemeneteacuten az IG gate aacuteram elhanyagolhatoacute)

SRGS UU 0

kI

UR

D

GSS 431

mA 41

V 2

0

0

kV

I

UUUR

D

RDSTD

S 10mA 41

2V 8V 24

0

0

b) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet a kapcsolaacutes y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacuteből lehet legegyszerűbben meghataacuterozni A helyettesiacutető keacutep a 17 aacutebraacuten laacutethatoacute

17 aacutebra A source kapcsolaacutesuacute erősiacutető y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Ha a bemenet felől illetve a kimenet felől betekintuumlnk a helyettesiacutető neacutegypoacutelusba koumlnnyedeacuten feliacuterhatjuk a bemeneti eacutes a kimeneti ellenaacutellaacutes oumlsszefuumlggeacuteseacutet majd behelyettesiacuteteacutes utaacuten meghataacuterozhatjuk az eacuterteacutekeket

kRr Gbe 200

kS

ky

Rr Dki 825

110

1

22

c) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes meghataacuterozaacutesaacutehoz egy roumlvid levezeteacutes utaacuten eljuthatunk

be

kiut u

uA

tD

sbeski RR

yuyu

2221

1

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

21

152)158(10)(21 kkmSRRyA tkiut

A veacutegeredmeacutenyből laacutethatoacute hogy az erősiacutető faacutezist fordiacutet

d) A kimeneti feszuumlltseacuteg meghataacuterozaacutesaacutehoz előszoumlr fel kell iacuterni a vezeacuterlő generaacutetorboacutel az erősiacutető bemeneteacutere jutoacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteget majd a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes segiacutetseacutegeacutevel kimeneti feszuumlltseacuteggeacute alakiacutetva hataacuterozhatjuk meg a pontos eacuterteacuteket

mVRR

Ruu

gG

Ggbe 2222

k 25k 002

k 002mV 25

VmVuAu beutkit 1612222152

e) A megadott parameacuteterek szerint az erősiacutető alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet csak a Cki kimeneti kapacitaacutes okozza Az erősiacutető helyettesiacutető keacutepeacutenek kimeneti koumlreacuteben (ld 18 aacutebra) a hataacuterfrekvencia definiacutecioacutejaacuteboacutel adoacutedoacute egyenlőseacutegből a hataacuterfrekvencia kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz juthatunk

18 aacutebra Az erősiacutető kimeneti koumlreacutenek kisfrekvenciaacutes helyettesiacutető keacutepe

A feszuumlltseacutegosztaacutes toumlrveacutenyeacutet alkalmazva levezeteacutessel bizonyiacutethatoacute hogy a hataacuterfrekvenciaacuten bekoumlvetkező 3 dB-es erősiacuteteacutes szintcsoumlkkeneacutesneacutel a csatoloacute kondenzaacutetor reaktanciaacuteja eacuterteacutekre megegyezik a koumlruumlloumltte elhelyezkedő ellenaacutellaacutesok eredőjeacutevel

tkitDC RrRRy

Xki

22

1

kiaC Cf

Xki

2

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 46210511080152

1

2

144

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 11: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

10

7 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor kisfrekvenciaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

8 aacutebra Bipolaacuteris tranzisztor nagyfrekvenciaacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A bipolaacuteris tranzisztoroknaacutel megfigyelhető hogy 1 db aacuteramgeneraacutetorral eacutes 2 db ellenaacutellaacutessal megalkothatoacute a helyettesiacutető keacutep Termeacuteszetesen a PNP tranzisztorokhoz illetve azok koumlzoumls kollektoruacute eacutes koumlzoumls baacutezisuacute alkalmazaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

1 Unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei

A teacutervezeacuterleacutesű tranzisztorokhoz meacutereacutestechnikai szempontok szerint az admittancia (y) vagy az inverz hibrid (d) parameacutetereket alkalmazzaacutek

A 9 eacutes 10 aacutebraacuten N csatornaacutes source kapcsolaacutesuacute jFET tranzisztorok helyettesiacutető keacutepei tanulmaacutenyozhatoacutek

9 aacutebra jFET tranzisztor admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

11

10 aacutebra jFET tranzisztor inverz hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Az unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepein megfigyelhető hogy a bemeneti aacuteramuk elhanyagolhatoacute iacutegy bemenetuumlk szakadaacutesnak tekinthető A helyettesiacutető keacutep 1db feszuumlltseacuteg- vagy aacuteramgeneraacutetorboacutel 1 db ellenaacutellaacutesboacutel eacutes egy db szakadaacutes jelkeacutepből oumlsszerakhatoacute

Termeacuteszetesen a P csatornaacutes jFET-ekhez vagy a MOSFET-ekhez illetve azok drain eacutes gate kapcsolaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

Az eddigiekben koumlrbejaacutertuk a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorok neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeit Az elsajaacutetiacutetott ismeretek birtokaacuteban elkeacutesziacutethető baacutermely erősiacutető alapkapcsolaacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute helyettesiacutető keacutepe Gyakorlati peacuteldakeacutent a 11 aacutebraacuten vizsgaacuteljuk meg egy koumlzoumls emitteres baacutezisosztoacutes alapkapcsolaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

11 aacutebra Koumlzoumls emitteres alapkapcsolaacutes eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A 11 aacutebra NPN tranzisztoros emitter kapcsolaacutesuacute erősiacutetőjeacutet feszuumlltseacuteggeneraacutetor (ug Rg) vezeacuterli s a kimeneteacutet terhelő ellenaacutellaacutes (Rt) zaacuterja Az aacutebraacuten elkuumlloumlniacutetve felismerhető a tranzisztor hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe A baacutezisosztoacute (R1 R2) eacutes a munkaellenaacutellaacutes (Rc) elhelyezkedeacuteseacutet a helyettesiacutető keacutepen magyaraacutezza hogy az UT feszuumlltseacutegű taacutepegyseacuteg vaacuteltakozoacute aacuteram szempontjaacuteboacutel roumlvidzaacuternak tekinthető A kondenzaacutetorok (Cbe Cki CE) vaacuteltakozoacute aacuteramon a helyettesiacutető keacutepen szinteacuten roumlvidzaacuterkeacutent szerepelnek Az emitter kondenzaacutetor a helyettesiacuteteacutesneacutel az emitter ellenaacutellaacutet is roumlvidre zaacuterja

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

12

Termeacuteszetesen hasonloacutean helyettesiacutethető a toumlbbi bipolaacuteris tranzisztoros alapkapcsolaacutes s ugyanilyen moacutedszerrel megalkothatoacutek a teacutervezeacuterleacutesű tranzisztoros alapkapcsolaacutesok helyettesiacutető keacutepei

Az erősiacutetők vaacuteltakozoacute aacuteramuacute jellemzőit a kapcsolaacutesi rajzuk eacutes helyettesiacutető keacutepeik segiacutetseacutegeacutevel lehet legszemleacuteletesebben eacutertelmezni

ERŐSIacuteTŐK JELLEMZŐI Erősiacutető elektronikus aacuteramkoumlr aktiacutev neacutegypoacutelus amely a bemeneteacutere vezetett elektromos jelből a kimeneteacuten megegyező hullaacutemformaacutejuacute de tetszőlegesen nagyobb eacuterteacutekű elektromos jelet szolgaacuteltat A kapcsolaacuteshoz alkalmazott taacutepegyseacuteg energiaacuteja fedezi a nagyobb eacuterteacutekű jel teljesiacutetmeacutenynoumlvekedeacuteseacutet

Erősiacuteteacutes vezeacuterelt teljesiacutetmeacuteny-aacutetalakiacutetaacutes

A 12 aacutebraacuten egy erősiacutető aacuteltalaacutenos toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese laacutethatoacute Az erősiacutető bemeneteacuten egy ug feszuumlltseacutegű Rg belső ellenaacutellaacutesuacute generaacutetor biztosiacutetja az ube bemeneti feszuumlltseacuteget eacutes ibe bemeneti aacuteramot A kimeneten Rt terhelő ellenaacutellaacuteson joumln leacutetre az uki kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes az iki kimeneti aacuteram

12 aacutebra Erősiacutető toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese

A toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutesen feltuumlntetett haacuteromszoumlg jelkeacutepezi az erősiacuteteacutes iraacutenyaacutet Az erősiacuteteacutesek megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz aktiacutev elem(ek) (bipolaacuteris eacutesvagy unipolaacuteris tranzisztorok) szuumlkseacutegesek Az erősiacutető kapcsolaacutesokban a munkapont beaacutelliacutetaacutesaacutera ellenaacutellaacutesok kellenek melyek befolyaacutesoljaacutek az erősiacutető jellemzőit is A gyakorlati aacuteramkoumlroumlkben a megfelelő műkoumldeacutest kondenzaacutetorok is biztosiacutetjaacutek

Az erősiacutetőket kuumlloumlnboumlző szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk A kuumlloumlnboumlző erősiacutetőfajtaacutekat s azok roumlvid ismertetőjeacutet - a teljesseacuteg igeacutenye neacutelkuumll - a 13 aacutebra tartalmazza

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

13

13 aacutebra Az erősiacutetők csoportosiacutetaacutesa

Az erősiacutetők legfontosabb jellemzői az alaacutebbi csoportokba sorolhatoacutek

- Erősiacuteteacutesek - Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes - Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

1 Erősiacuteteacutesek

Az erősiacutető kapcsolaacutesoknaacutel eacutertelmezett erősiacuteteacutesek feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes aacuteramerősiacuteteacutes teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes Az erősiacuteteacutesek kifejezhetők viszonyszaacutemban eacutes logaritmikusan decibel-ben is Az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacuteseket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesokhoz alkalmazzaacutek

Feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti feszuumlltseacuteg csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskiu U

U

U

UA

dBAa uu lg 20

Aacuteramerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti aacuteram csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

14

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskii I

I

I

IA

dBAa ii lg 20

Teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti teljesiacutetmeacuteny csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

iueffbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskip AA

P

P

P

PA

dBAa pp lg 10

Szinuszos vezeacuterleacutes eseteacuten a csuacutecseacuterteacutek eacutes az effektiacutev eacuterteacutek koumlzoumltti kapcsolat

2

csuacutecseacuterteacutekeacuterteacutekeffektiacutev

Fontos az erősiacuteteacutesek a valoacutesaacutegban preciacutezen csak komplex szaacutemokkal eacutertelmezhetők mert bemeneti eacutes kimeneti jelei ritkaacuten azonos faacutezisuacuteak A fenti oumlsszefuumlggeacutesek a faacutezisszoumlget nem veszik figyelembe

2 Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes

Az erősiacutetők bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesait az Ohm toumlrveacuteny alkalmazaacutesaacuteval iacuterhatjuk fel Az oumlsszefuumlggeacutesekben a csuacutecseacuterteacutekekkel vagy az effektiacutev eacuterteacutekekkel szaacutemolunk Az alaacutebbi keacutepleteket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesnaacutel alkalmazzaacutek

Bemeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető bemeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ube) eacutes bemeneti aacuteramaacutenak (Ibe) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effbe

effbe

csuacutecsbe

csuacutecsbebe I

U

I

Ur

Kimeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető terheleacutes neacutelkuumlli uumlresjaacuterati kimeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ukiuuml) eacutes kimeneti roumlvidzaacuteraacutesi aacuteramaacutenak (Ikir) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effrki

effuumlki

csuacutecsrki

csuacutecsuumlkiki I

U

I

Ur

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

15

14 aacutebra Az erősiacutető feleacutepiacuteteacutese a bemenet eacutes a kimenet szempontjaacuteboacutel

A 14 aacutebraacuten megfigyelhető hogy az erősiacutető bemeneti reacuteszeacutet a bemeneti ellenaacutellaacutes keacutepviseli amely terheli a vezeacuterlő generaacutetort Az erősiacutető kimeneti oldala generaacutetorkeacutent foghatoacute fel amelyet a terhelő ellenaacutellaacutes terhel

Elmeacuteleti meacuteretezeacutesekneacutel a pontos oumlsszefuumlggeacuteseket az erősiacutető teljes helyettesiacutető keacutepe alapjaacuten lehet feliacuterni

3 Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

Az erősiacutetők gyakorlati alkalmazaacutesa egyeacuteb jellemzők ismereteacutet is megkoumlveteli Ezek koumlzuumll a legfontosabbak a koumlvetkezők frekvenciamenet hataacuterfrekvenciaacutek saacutevszeacutelesseacuteg zajteacutenyező torziacutetaacutesi teacutenyezők

Frekvenciamenet az erősiacutető frekvencia-aacutetviteleacutere jellemző diagram amely a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes frekvenciafuumlggeacuteseacutet szemleacutelteti

Hataacuterfrekvenciaacutek (fa ff) azon keacutet frekvencia amelyekneacutel az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacutese a koumlzepes frekvenciaacuten (fk) meacutert erősiacuteteacutes 707 -a illetve az erősiacuteteacutes 3 dB-lel kisebb mint a koumlzepes frekvenciaacuten meacutert erősiacuteteacutes dB-ben A keacutet hataacuterfrekvencia fa alsoacute- ff felső hataacuterfrekvencia A műszaki gyakorlatban az erősiacutetők alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet leginkaacutebb a laacutethatoacute csatoloacute kondenzaacutetorok kapacitaacutesai (Cbe Cki) okozzaacutek A 3 dB-es erősiacuteteacutescsoumlkkeneacutesből matematikailag az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek vezethetők le

gbeC RrXbe

gbea

be RrfC

2

1

tkiC RrXki

tkiaki Rrf

C

2

1

A felső hataacuterfrekvenciaacutet doumlntően a laacutethatatlan szoacutert- szereleacutesi- eacutes reacutetegkapacitaacutesok okozzaacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

16

Saacutevszeacutelesseacuteg (B) az alsoacute- eacutes a felső hataacuterfrekvenciaacutek koumlzoumltti frekvenciatartomaacuteny

af ffB

A 15 aacutebra szemleacutelteti egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciameneteacutet saacutevszeacutelesseacutegeacutet alsoacute- eacutes felső hataacuterfrekvenciaacutejaacutet

15 aacutebra Egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciamenete

A 15 aacutebraacuten megfigyelhető egy gyakorlati szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciafuumlggeacutese hataacuterfrekvenciaacutei koumlzepes frekvenciaacuteja eacutes saacutevszeacutelesseacutege

A műszaki gyakorlatban alkalmazott erősiacutetőkkel szemben elvaacuteraacutes hogy a műkoumldeacutesi tartomaacutenyban a bemeneti eacutes kimeneti jel alakja ne teacuterjen el egymaacutestoacutel A valoacutesaacutegban felleacutepő zajok zavarok torziacutetaacutesokat okoznak a felerősiacutetett jel alakjaacuteban

A tovaacutebbiakban megvizsgaacuteljuk a zajok eacutes torziacutetaacutesok erősiacutetőkre gyakorolt hataacutesait a zajok eacutes torziacutetaacutesok legfontosabb jellemzőit

Jel a hasznos informaacutecioacutet tartalmazoacute feszuumlltseacuteg vagy aacuteram meghataacuterozott időfuumlggveacuteny szerinti vaacuteltozaacutesa

Zaj zavaroacute jelek oumlsszesseacutege melynek időfuumlggveacutenye szabaacutelytalan s hasznos informaacutecioacutet nem tartalmaz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

17

Az erősiacutetőkben keletkező zajokat doumlntő meacuterteacutekben a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen mozgaacutesa okozza Az ilyen zajok felleacutepnek az erősiacutető ohmos jellegű ellenaacutellaacutesaiban eacutes aktiacutev eszkoumlzeiben egyaraacutent Fajtaacutei

Termikus zaj a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen hőmozgaacutesa miatt felleacutepő zaj Eacuterteacutekeacutet aacutetlagos zajteljesiacutetmeacutenykeacutent zajfeszuumlltseacutegkeacutent vagy zajaacuteramkeacutent adjaacutek meg

Soumlreacutetzaj feacutelvezetőkben a toumllteacuteshordozoacutek PN aacutetmeneten toumlrteacutenő aacutethaladaacutesaacutenaacutel keletkezik Kisfrekvenciaacuten főleg a Zener dioacutedaacuteknaacutel jelentős

Villoacutedzaacutesi zaj (flicker-zaj) aktiacutev eacutes passziacutev aacuteramkoumlri elemeken a gyaacutertaacutestechnoloacutegia koumlvetkezteacuteben felleacutepő zaj Kisfrekvenciaacuten leginkaacutebb a MOSFET-ekneacutel veszeacutelyes

Jelzaj viszony a jelteljesiacutetmeacuteny eacutes a zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve Az erősiacutető zajossaacutegaacutenak egyik szaacutemszerű jellemzője (Angol roumlvidiacuteteacutessel SNR vagy SN rarr Signal to Noise Ratio)

dBlg10

dB

zaj

jel

zaj

jel

P

P

P

P

A keacutepletben Pjel rarr jelteljesiacutetmeacuteny Pzaj rarr zajteljesiacutetmeacuteny

Zajteacutenyező az erősiacutető bemeneteacutere eacutes kimeneteacutere vonatkoztatott jelzaj viszonyok haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dB1

lg10lg10e

dB

bzaj

kizaj

p

kizaj

kijel

bezaj

bejel

P

P

A

P

P

P

P

F

A keacutepletben AP rarr az erősiacutető teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutese

Zajszint a hangossaacuteg eacuterzeacutekeleacuteseacutehez tartozoacute jellemző amely a meacutert zajteljesiacutetmeacuteny eacutes a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dBlg100

dB

zaj

zaj

P

Pd

A keacutepletben viszonyiacutetaacutesi alapkeacutent a Pzaj0 rarr a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz (1 kHz-neacutel 10-12 Wm2) tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny szerepel

Eacuterdekesseacuteg a zajszint emberi szervezetre gyakorolt hataacutesa a hangossaacuteg fuumlggveacutenyeacuteben a koumlvetkező

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

18

- 30 dB zajszint rarr pszicheacutes - 65 dB zajszint rarr vegetatiacutev - 90 dB zajszint rarr halloacuteszervi - 120 dB zajszint rarr faacutejdalomkuumlszoumlb - 120 -130 dB zajszint rarr maradandoacute hallaacuteskaacuterosodaacutes - 160 dB zajszint rarr dobhaacutertyarepedeacutes - 175 dB zajszint rarr halaacutelos koumlvetkezmeacutenyű

Torziacutetaacutes erősiacutetőkben felleacutepő jelenseacuteg melynek hataacutesaacutera a vezeacuterlő analoacuteg jel időfuumlggveacutenyeacutenek tulajdonsaacutegai a kimenetre eacuterve nem kiacutevaacutent moacutedon megvaacuteltoznak Maacuteskeacutent fogalmazva a jel spektrumaacuteban talaacutelhatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute oumlsszetevők erősiacuteteacuteskor moacutedosulnak A torzulaacutesok meacuterteacutekeacutet a vezeacuterlő analoacuteg jel frekvenciaacuteja eacutes amplituacutedoacuteja befolyaacutesolja

Lineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti (frekvenciatorziacutetaacutes) illetve moacutedosiacutetja a jel komponenseinek egymaacuteshoz viszonyiacutetott faacutezishelyzeteacutet (faacutezistorziacutetaacutes) A lineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető frekvenciafuumlggő lineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (L C) okozzaacutek

Nemlineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző amplituacutedoacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti Az erősiacutető kimeneteacuten nem kiacutevaacutenatos jeloumlsszetevők jelennek meg Harmonikus torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacutejaacutenak (alapharmonikus) egeacutesz szaacutemuacute toumlbbszoumlroumlsei (felharmonikusok) Modulaacutecioacutes torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacuteinak oumlsszegei eacutes kuumlloumlnbseacutegei A nemlineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető nemlineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (feacutelvezető eszkoumlzoumlk) okozzaacutek

Harmonikus torziacutetaacutesi teacutenyező az oumlsszegzett felharmonikusok effektiacutev eacuterteacutekeacutenek eacutes a teljes jel effektiacutev eacuterteacutekeacutenek az araacutenya -ban kifejezve

223

22

21

223

22

n

nh

UUUU

UUUk

U1rarr az alapharmonikus jel feszuumlltseacutegeacutenek effektiacutev eacuterteacuteke

U2 U3hellipUn rarr a felharmonikus jelek feszuumlltseacutegeinek effektiacutev eacuterteacuteke

4 Erősiacutetők meacuteretezeacutese

Az erősiacutető fokozatok meacuteretezeacutese a műszaki gyakorlatban leegyszerűsiacutetve 3 fő leacutepeacutesből aacutell A meacuteretezeacutes leacutepeacutesei

1 leacutepeacutes az aacuteramkoumlr feleacutepiacuteteacuteseacutenek megtervezeacutese az aacuteramkoumlr megrajzolaacutesa

2 leacutepeacutes munkapont beaacutelliacutetaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

19

3 leacutepeacutes vaacuteltakozoacute aacuteramuacute erősiacutető parameacuteterek meghataacuterozaacutesa

Az eddig taacutergyaltak alapjaacuten tegyuumlnk kiacuteseacuterletet egy kivaacutelasztott erősiacutető alapkapcsolaacutes meacuteretezeacuteseacutere

MEacuteRETEZEacuteSI FELADAT

Veacutegezzuumlk el a 16 aacutebraacuten laacutethatoacute source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető meacuteretezeacuteseacutet

Munkaponti adatok UGS0 = -2 V UDS0 = 8 V ID0 = 14 mA jFET parameacuteterek y21 = 10 mS y22 = 25 microS Egyeacuteb adatok UT = 24 V RG = 200 kΩ Rt = 15 kΩ ug = 25 mV Rg = 25 kΩ Feladatok a) Hataacuterozzuk meg RS eacutes RD eacuterteacutekeacutet b) Hataacuterozzuk meg a fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet c) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet d) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutegeacutet e) Hataacuterozzuk meg Cki eacuterteacutekeacutet uacutegy hogy a kapcsolaacutes alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa =15 Hz legyen (A toumlbbi kapacitaacutes nem szoacutel bele az aacutetvitelbe)

16 aacutebra Source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

20

a) Az aacuteramkoumlroumln bejeloumllt egyenfeszuumlltseacutegek eacutes egyenaacuteramok figyelembeveacuteteleacutevel az oumlsszefuumlggeacutesek feliacuteraacutesaacutehoz az elektrotechnika Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyeit alkalmazzuk (A kapcsolaacutes bemeneteacuten az IG gate aacuteram elhanyagolhatoacute)

SRGS UU 0

kI

UR

D

GSS 431

mA 41

V 2

0

0

kV

I

UUUR

D

RDSTD

S 10mA 41

2V 8V 24

0

0

b) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet a kapcsolaacutes y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacuteből lehet legegyszerűbben meghataacuterozni A helyettesiacutető keacutep a 17 aacutebraacuten laacutethatoacute

17 aacutebra A source kapcsolaacutesuacute erősiacutető y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Ha a bemenet felől illetve a kimenet felől betekintuumlnk a helyettesiacutető neacutegypoacutelusba koumlnnyedeacuten feliacuterhatjuk a bemeneti eacutes a kimeneti ellenaacutellaacutes oumlsszefuumlggeacuteseacutet majd behelyettesiacuteteacutes utaacuten meghataacuterozhatjuk az eacuterteacutekeket

kRr Gbe 200

kS

ky

Rr Dki 825

110

1

22

c) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes meghataacuterozaacutesaacutehoz egy roumlvid levezeteacutes utaacuten eljuthatunk

be

kiut u

uA

tD

sbeski RR

yuyu

2221

1

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

21

152)158(10)(21 kkmSRRyA tkiut

A veacutegeredmeacutenyből laacutethatoacute hogy az erősiacutető faacutezist fordiacutet

d) A kimeneti feszuumlltseacuteg meghataacuterozaacutesaacutehoz előszoumlr fel kell iacuterni a vezeacuterlő generaacutetorboacutel az erősiacutető bemeneteacutere jutoacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteget majd a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes segiacutetseacutegeacutevel kimeneti feszuumlltseacuteggeacute alakiacutetva hataacuterozhatjuk meg a pontos eacuterteacuteket

mVRR

Ruu

gG

Ggbe 2222

k 25k 002

k 002mV 25

VmVuAu beutkit 1612222152

e) A megadott parameacuteterek szerint az erősiacutető alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet csak a Cki kimeneti kapacitaacutes okozza Az erősiacutető helyettesiacutető keacutepeacutenek kimeneti koumlreacuteben (ld 18 aacutebra) a hataacuterfrekvencia definiacutecioacutejaacuteboacutel adoacutedoacute egyenlőseacutegből a hataacuterfrekvencia kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz juthatunk

18 aacutebra Az erősiacutető kimeneti koumlreacutenek kisfrekvenciaacutes helyettesiacutető keacutepe

A feszuumlltseacutegosztaacutes toumlrveacutenyeacutet alkalmazva levezeteacutessel bizonyiacutethatoacute hogy a hataacuterfrekvenciaacuten bekoumlvetkező 3 dB-es erősiacuteteacutes szintcsoumlkkeneacutesneacutel a csatoloacute kondenzaacutetor reaktanciaacuteja eacuterteacutekre megegyezik a koumlruumlloumltte elhelyezkedő ellenaacutellaacutesok eredőjeacutevel

tkitDC RrRRy

Xki

22

1

kiaC Cf

Xki

2

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 46210511080152

1

2

144

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 12: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

11

10 aacutebra jFET tranzisztor inverz hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Az unipolaacuteris tranzisztorok helyettesiacutető keacutepein megfigyelhető hogy a bemeneti aacuteramuk elhanyagolhatoacute iacutegy bemenetuumlk szakadaacutesnak tekinthető A helyettesiacutető keacutep 1db feszuumlltseacuteg- vagy aacuteramgeneraacutetorboacutel 1 db ellenaacutellaacutesboacutel eacutes egy db szakadaacutes jelkeacutepből oumlsszerakhatoacute

Termeacuteszetesen a P csatornaacutes jFET-ekhez vagy a MOSFET-ekhez illetve azok drain eacutes gate kapcsolaacutesaihoz hasonloacute elvű helyettesiacutető keacutepek keacutesziacutethetők

Az eddigiekben koumlrbejaacutertuk a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorok neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeit Az elsajaacutetiacutetott ismeretek birtokaacuteban elkeacutesziacutethető baacutermely erősiacutető alapkapcsolaacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute helyettesiacutető keacutepe Gyakorlati peacuteldakeacutent a 11 aacutebraacuten vizsgaacuteljuk meg egy koumlzoumls emitteres baacutezisosztoacutes alapkapcsolaacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

11 aacutebra Koumlzoumls emitteres alapkapcsolaacutes eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

A 11 aacutebra NPN tranzisztoros emitter kapcsolaacutesuacute erősiacutetőjeacutet feszuumlltseacuteggeneraacutetor (ug Rg) vezeacuterli s a kimeneteacutet terhelő ellenaacutellaacutes (Rt) zaacuterja Az aacutebraacuten elkuumlloumlniacutetve felismerhető a tranzisztor hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe A baacutezisosztoacute (R1 R2) eacutes a munkaellenaacutellaacutes (Rc) elhelyezkedeacuteseacutet a helyettesiacutető keacutepen magyaraacutezza hogy az UT feszuumlltseacutegű taacutepegyseacuteg vaacuteltakozoacute aacuteram szempontjaacuteboacutel roumlvidzaacuternak tekinthető A kondenzaacutetorok (Cbe Cki CE) vaacuteltakozoacute aacuteramon a helyettesiacutető keacutepen szinteacuten roumlvidzaacuterkeacutent szerepelnek Az emitter kondenzaacutetor a helyettesiacuteteacutesneacutel az emitter ellenaacutellaacutet is roumlvidre zaacuterja

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

12

Termeacuteszetesen hasonloacutean helyettesiacutethető a toumlbbi bipolaacuteris tranzisztoros alapkapcsolaacutes s ugyanilyen moacutedszerrel megalkothatoacutek a teacutervezeacuterleacutesű tranzisztoros alapkapcsolaacutesok helyettesiacutető keacutepei

Az erősiacutetők vaacuteltakozoacute aacuteramuacute jellemzőit a kapcsolaacutesi rajzuk eacutes helyettesiacutető keacutepeik segiacutetseacutegeacutevel lehet legszemleacuteletesebben eacutertelmezni

ERŐSIacuteTŐK JELLEMZŐI Erősiacutető elektronikus aacuteramkoumlr aktiacutev neacutegypoacutelus amely a bemeneteacutere vezetett elektromos jelből a kimeneteacuten megegyező hullaacutemformaacutejuacute de tetszőlegesen nagyobb eacuterteacutekű elektromos jelet szolgaacuteltat A kapcsolaacuteshoz alkalmazott taacutepegyseacuteg energiaacuteja fedezi a nagyobb eacuterteacutekű jel teljesiacutetmeacutenynoumlvekedeacuteseacutet

Erősiacuteteacutes vezeacuterelt teljesiacutetmeacuteny-aacutetalakiacutetaacutes

A 12 aacutebraacuten egy erősiacutető aacuteltalaacutenos toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese laacutethatoacute Az erősiacutető bemeneteacuten egy ug feszuumlltseacutegű Rg belső ellenaacutellaacutesuacute generaacutetor biztosiacutetja az ube bemeneti feszuumlltseacuteget eacutes ibe bemeneti aacuteramot A kimeneten Rt terhelő ellenaacutellaacuteson joumln leacutetre az uki kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes az iki kimeneti aacuteram

12 aacutebra Erősiacutető toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese

A toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutesen feltuumlntetett haacuteromszoumlg jelkeacutepezi az erősiacuteteacutes iraacutenyaacutet Az erősiacuteteacutesek megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz aktiacutev elem(ek) (bipolaacuteris eacutesvagy unipolaacuteris tranzisztorok) szuumlkseacutegesek Az erősiacutető kapcsolaacutesokban a munkapont beaacutelliacutetaacutesaacutera ellenaacutellaacutesok kellenek melyek befolyaacutesoljaacutek az erősiacutető jellemzőit is A gyakorlati aacuteramkoumlroumlkben a megfelelő műkoumldeacutest kondenzaacutetorok is biztosiacutetjaacutek

Az erősiacutetőket kuumlloumlnboumlző szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk A kuumlloumlnboumlző erősiacutetőfajtaacutekat s azok roumlvid ismertetőjeacutet - a teljesseacuteg igeacutenye neacutelkuumll - a 13 aacutebra tartalmazza

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

13

13 aacutebra Az erősiacutetők csoportosiacutetaacutesa

Az erősiacutetők legfontosabb jellemzői az alaacutebbi csoportokba sorolhatoacutek

- Erősiacuteteacutesek - Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes - Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

1 Erősiacuteteacutesek

Az erősiacutető kapcsolaacutesoknaacutel eacutertelmezett erősiacuteteacutesek feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes aacuteramerősiacuteteacutes teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes Az erősiacuteteacutesek kifejezhetők viszonyszaacutemban eacutes logaritmikusan decibel-ben is Az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacuteseket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesokhoz alkalmazzaacutek

Feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti feszuumlltseacuteg csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskiu U

U

U

UA

dBAa uu lg 20

Aacuteramerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti aacuteram csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

14

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskii I

I

I

IA

dBAa ii lg 20

Teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti teljesiacutetmeacuteny csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

iueffbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskip AA

P

P

P

PA

dBAa pp lg 10

Szinuszos vezeacuterleacutes eseteacuten a csuacutecseacuterteacutek eacutes az effektiacutev eacuterteacutek koumlzoumltti kapcsolat

2

csuacutecseacuterteacutekeacuterteacutekeffektiacutev

Fontos az erősiacuteteacutesek a valoacutesaacutegban preciacutezen csak komplex szaacutemokkal eacutertelmezhetők mert bemeneti eacutes kimeneti jelei ritkaacuten azonos faacutezisuacuteak A fenti oumlsszefuumlggeacutesek a faacutezisszoumlget nem veszik figyelembe

2 Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes

Az erősiacutetők bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesait az Ohm toumlrveacuteny alkalmazaacutesaacuteval iacuterhatjuk fel Az oumlsszefuumlggeacutesekben a csuacutecseacuterteacutekekkel vagy az effektiacutev eacuterteacutekekkel szaacutemolunk Az alaacutebbi keacutepleteket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesnaacutel alkalmazzaacutek

Bemeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető bemeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ube) eacutes bemeneti aacuteramaacutenak (Ibe) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effbe

effbe

csuacutecsbe

csuacutecsbebe I

U

I

Ur

Kimeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető terheleacutes neacutelkuumlli uumlresjaacuterati kimeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ukiuuml) eacutes kimeneti roumlvidzaacuteraacutesi aacuteramaacutenak (Ikir) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effrki

effuumlki

csuacutecsrki

csuacutecsuumlkiki I

U

I

Ur

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

15

14 aacutebra Az erősiacutető feleacutepiacuteteacutese a bemenet eacutes a kimenet szempontjaacuteboacutel

A 14 aacutebraacuten megfigyelhető hogy az erősiacutető bemeneti reacuteszeacutet a bemeneti ellenaacutellaacutes keacutepviseli amely terheli a vezeacuterlő generaacutetort Az erősiacutető kimeneti oldala generaacutetorkeacutent foghatoacute fel amelyet a terhelő ellenaacutellaacutes terhel

Elmeacuteleti meacuteretezeacutesekneacutel a pontos oumlsszefuumlggeacuteseket az erősiacutető teljes helyettesiacutető keacutepe alapjaacuten lehet feliacuterni

3 Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

Az erősiacutetők gyakorlati alkalmazaacutesa egyeacuteb jellemzők ismereteacutet is megkoumlveteli Ezek koumlzuumll a legfontosabbak a koumlvetkezők frekvenciamenet hataacuterfrekvenciaacutek saacutevszeacutelesseacuteg zajteacutenyező torziacutetaacutesi teacutenyezők

Frekvenciamenet az erősiacutető frekvencia-aacutetviteleacutere jellemző diagram amely a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes frekvenciafuumlggeacuteseacutet szemleacutelteti

Hataacuterfrekvenciaacutek (fa ff) azon keacutet frekvencia amelyekneacutel az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacutese a koumlzepes frekvenciaacuten (fk) meacutert erősiacuteteacutes 707 -a illetve az erősiacuteteacutes 3 dB-lel kisebb mint a koumlzepes frekvenciaacuten meacutert erősiacuteteacutes dB-ben A keacutet hataacuterfrekvencia fa alsoacute- ff felső hataacuterfrekvencia A műszaki gyakorlatban az erősiacutetők alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet leginkaacutebb a laacutethatoacute csatoloacute kondenzaacutetorok kapacitaacutesai (Cbe Cki) okozzaacutek A 3 dB-es erősiacuteteacutescsoumlkkeneacutesből matematikailag az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek vezethetők le

gbeC RrXbe

gbea

be RrfC

2

1

tkiC RrXki

tkiaki Rrf

C

2

1

A felső hataacuterfrekvenciaacutet doumlntően a laacutethatatlan szoacutert- szereleacutesi- eacutes reacutetegkapacitaacutesok okozzaacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

16

Saacutevszeacutelesseacuteg (B) az alsoacute- eacutes a felső hataacuterfrekvenciaacutek koumlzoumltti frekvenciatartomaacuteny

af ffB

A 15 aacutebra szemleacutelteti egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciameneteacutet saacutevszeacutelesseacutegeacutet alsoacute- eacutes felső hataacuterfrekvenciaacutejaacutet

15 aacutebra Egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciamenete

A 15 aacutebraacuten megfigyelhető egy gyakorlati szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciafuumlggeacutese hataacuterfrekvenciaacutei koumlzepes frekvenciaacuteja eacutes saacutevszeacutelesseacutege

A műszaki gyakorlatban alkalmazott erősiacutetőkkel szemben elvaacuteraacutes hogy a műkoumldeacutesi tartomaacutenyban a bemeneti eacutes kimeneti jel alakja ne teacuterjen el egymaacutestoacutel A valoacutesaacutegban felleacutepő zajok zavarok torziacutetaacutesokat okoznak a felerősiacutetett jel alakjaacuteban

A tovaacutebbiakban megvizsgaacuteljuk a zajok eacutes torziacutetaacutesok erősiacutetőkre gyakorolt hataacutesait a zajok eacutes torziacutetaacutesok legfontosabb jellemzőit

Jel a hasznos informaacutecioacutet tartalmazoacute feszuumlltseacuteg vagy aacuteram meghataacuterozott időfuumlggveacuteny szerinti vaacuteltozaacutesa

Zaj zavaroacute jelek oumlsszesseacutege melynek időfuumlggveacutenye szabaacutelytalan s hasznos informaacutecioacutet nem tartalmaz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

17

Az erősiacutetőkben keletkező zajokat doumlntő meacuterteacutekben a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen mozgaacutesa okozza Az ilyen zajok felleacutepnek az erősiacutető ohmos jellegű ellenaacutellaacutesaiban eacutes aktiacutev eszkoumlzeiben egyaraacutent Fajtaacutei

Termikus zaj a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen hőmozgaacutesa miatt felleacutepő zaj Eacuterteacutekeacutet aacutetlagos zajteljesiacutetmeacutenykeacutent zajfeszuumlltseacutegkeacutent vagy zajaacuteramkeacutent adjaacutek meg

Soumlreacutetzaj feacutelvezetőkben a toumllteacuteshordozoacutek PN aacutetmeneten toumlrteacutenő aacutethaladaacutesaacutenaacutel keletkezik Kisfrekvenciaacuten főleg a Zener dioacutedaacuteknaacutel jelentős

Villoacutedzaacutesi zaj (flicker-zaj) aktiacutev eacutes passziacutev aacuteramkoumlri elemeken a gyaacutertaacutestechnoloacutegia koumlvetkezteacuteben felleacutepő zaj Kisfrekvenciaacuten leginkaacutebb a MOSFET-ekneacutel veszeacutelyes

Jelzaj viszony a jelteljesiacutetmeacuteny eacutes a zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve Az erősiacutető zajossaacutegaacutenak egyik szaacutemszerű jellemzője (Angol roumlvidiacuteteacutessel SNR vagy SN rarr Signal to Noise Ratio)

dBlg10

dB

zaj

jel

zaj

jel

P

P

P

P

A keacutepletben Pjel rarr jelteljesiacutetmeacuteny Pzaj rarr zajteljesiacutetmeacuteny

Zajteacutenyező az erősiacutető bemeneteacutere eacutes kimeneteacutere vonatkoztatott jelzaj viszonyok haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dB1

lg10lg10e

dB

bzaj

kizaj

p

kizaj

kijel

bezaj

bejel

P

P

A

P

P

P

P

F

A keacutepletben AP rarr az erősiacutető teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutese

Zajszint a hangossaacuteg eacuterzeacutekeleacuteseacutehez tartozoacute jellemző amely a meacutert zajteljesiacutetmeacuteny eacutes a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dBlg100

dB

zaj

zaj

P

Pd

A keacutepletben viszonyiacutetaacutesi alapkeacutent a Pzaj0 rarr a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz (1 kHz-neacutel 10-12 Wm2) tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny szerepel

Eacuterdekesseacuteg a zajszint emberi szervezetre gyakorolt hataacutesa a hangossaacuteg fuumlggveacutenyeacuteben a koumlvetkező

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

18

- 30 dB zajszint rarr pszicheacutes - 65 dB zajszint rarr vegetatiacutev - 90 dB zajszint rarr halloacuteszervi - 120 dB zajszint rarr faacutejdalomkuumlszoumlb - 120 -130 dB zajszint rarr maradandoacute hallaacuteskaacuterosodaacutes - 160 dB zajszint rarr dobhaacutertyarepedeacutes - 175 dB zajszint rarr halaacutelos koumlvetkezmeacutenyű

Torziacutetaacutes erősiacutetőkben felleacutepő jelenseacuteg melynek hataacutesaacutera a vezeacuterlő analoacuteg jel időfuumlggveacutenyeacutenek tulajdonsaacutegai a kimenetre eacuterve nem kiacutevaacutent moacutedon megvaacuteltoznak Maacuteskeacutent fogalmazva a jel spektrumaacuteban talaacutelhatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute oumlsszetevők erősiacuteteacuteskor moacutedosulnak A torzulaacutesok meacuterteacutekeacutet a vezeacuterlő analoacuteg jel frekvenciaacuteja eacutes amplituacutedoacuteja befolyaacutesolja

Lineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti (frekvenciatorziacutetaacutes) illetve moacutedosiacutetja a jel komponenseinek egymaacuteshoz viszonyiacutetott faacutezishelyzeteacutet (faacutezistorziacutetaacutes) A lineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető frekvenciafuumlggő lineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (L C) okozzaacutek

Nemlineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző amplituacutedoacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti Az erősiacutető kimeneteacuten nem kiacutevaacutenatos jeloumlsszetevők jelennek meg Harmonikus torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacutejaacutenak (alapharmonikus) egeacutesz szaacutemuacute toumlbbszoumlroumlsei (felharmonikusok) Modulaacutecioacutes torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacuteinak oumlsszegei eacutes kuumlloumlnbseacutegei A nemlineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető nemlineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (feacutelvezető eszkoumlzoumlk) okozzaacutek

Harmonikus torziacutetaacutesi teacutenyező az oumlsszegzett felharmonikusok effektiacutev eacuterteacutekeacutenek eacutes a teljes jel effektiacutev eacuterteacutekeacutenek az araacutenya -ban kifejezve

223

22

21

223

22

n

nh

UUUU

UUUk

U1rarr az alapharmonikus jel feszuumlltseacutegeacutenek effektiacutev eacuterteacuteke

U2 U3hellipUn rarr a felharmonikus jelek feszuumlltseacutegeinek effektiacutev eacuterteacuteke

4 Erősiacutetők meacuteretezeacutese

Az erősiacutető fokozatok meacuteretezeacutese a műszaki gyakorlatban leegyszerűsiacutetve 3 fő leacutepeacutesből aacutell A meacuteretezeacutes leacutepeacutesei

1 leacutepeacutes az aacuteramkoumlr feleacutepiacuteteacuteseacutenek megtervezeacutese az aacuteramkoumlr megrajzolaacutesa

2 leacutepeacutes munkapont beaacutelliacutetaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

19

3 leacutepeacutes vaacuteltakozoacute aacuteramuacute erősiacutető parameacuteterek meghataacuterozaacutesa

Az eddig taacutergyaltak alapjaacuten tegyuumlnk kiacuteseacuterletet egy kivaacutelasztott erősiacutető alapkapcsolaacutes meacuteretezeacuteseacutere

MEacuteRETEZEacuteSI FELADAT

Veacutegezzuumlk el a 16 aacutebraacuten laacutethatoacute source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető meacuteretezeacuteseacutet

Munkaponti adatok UGS0 = -2 V UDS0 = 8 V ID0 = 14 mA jFET parameacuteterek y21 = 10 mS y22 = 25 microS Egyeacuteb adatok UT = 24 V RG = 200 kΩ Rt = 15 kΩ ug = 25 mV Rg = 25 kΩ Feladatok a) Hataacuterozzuk meg RS eacutes RD eacuterteacutekeacutet b) Hataacuterozzuk meg a fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet c) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet d) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutegeacutet e) Hataacuterozzuk meg Cki eacuterteacutekeacutet uacutegy hogy a kapcsolaacutes alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa =15 Hz legyen (A toumlbbi kapacitaacutes nem szoacutel bele az aacutetvitelbe)

16 aacutebra Source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

20

a) Az aacuteramkoumlroumln bejeloumllt egyenfeszuumlltseacutegek eacutes egyenaacuteramok figyelembeveacuteteleacutevel az oumlsszefuumlggeacutesek feliacuteraacutesaacutehoz az elektrotechnika Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyeit alkalmazzuk (A kapcsolaacutes bemeneteacuten az IG gate aacuteram elhanyagolhatoacute)

SRGS UU 0

kI

UR

D

GSS 431

mA 41

V 2

0

0

kV

I

UUUR

D

RDSTD

S 10mA 41

2V 8V 24

0

0

b) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet a kapcsolaacutes y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacuteből lehet legegyszerűbben meghataacuterozni A helyettesiacutető keacutep a 17 aacutebraacuten laacutethatoacute

17 aacutebra A source kapcsolaacutesuacute erősiacutető y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Ha a bemenet felől illetve a kimenet felől betekintuumlnk a helyettesiacutető neacutegypoacutelusba koumlnnyedeacuten feliacuterhatjuk a bemeneti eacutes a kimeneti ellenaacutellaacutes oumlsszefuumlggeacuteseacutet majd behelyettesiacuteteacutes utaacuten meghataacuterozhatjuk az eacuterteacutekeket

kRr Gbe 200

kS

ky

Rr Dki 825

110

1

22

c) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes meghataacuterozaacutesaacutehoz egy roumlvid levezeteacutes utaacuten eljuthatunk

be

kiut u

uA

tD

sbeski RR

yuyu

2221

1

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

21

152)158(10)(21 kkmSRRyA tkiut

A veacutegeredmeacutenyből laacutethatoacute hogy az erősiacutető faacutezist fordiacutet

d) A kimeneti feszuumlltseacuteg meghataacuterozaacutesaacutehoz előszoumlr fel kell iacuterni a vezeacuterlő generaacutetorboacutel az erősiacutető bemeneteacutere jutoacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteget majd a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes segiacutetseacutegeacutevel kimeneti feszuumlltseacuteggeacute alakiacutetva hataacuterozhatjuk meg a pontos eacuterteacuteket

mVRR

Ruu

gG

Ggbe 2222

k 25k 002

k 002mV 25

VmVuAu beutkit 1612222152

e) A megadott parameacuteterek szerint az erősiacutető alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet csak a Cki kimeneti kapacitaacutes okozza Az erősiacutető helyettesiacutető keacutepeacutenek kimeneti koumlreacuteben (ld 18 aacutebra) a hataacuterfrekvencia definiacutecioacutejaacuteboacutel adoacutedoacute egyenlőseacutegből a hataacuterfrekvencia kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz juthatunk

18 aacutebra Az erősiacutető kimeneti koumlreacutenek kisfrekvenciaacutes helyettesiacutető keacutepe

A feszuumlltseacutegosztaacutes toumlrveacutenyeacutet alkalmazva levezeteacutessel bizonyiacutethatoacute hogy a hataacuterfrekvenciaacuten bekoumlvetkező 3 dB-es erősiacuteteacutes szintcsoumlkkeneacutesneacutel a csatoloacute kondenzaacutetor reaktanciaacuteja eacuterteacutekre megegyezik a koumlruumlloumltte elhelyezkedő ellenaacutellaacutesok eredőjeacutevel

tkitDC RrRRy

Xki

22

1

kiaC Cf

Xki

2

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 46210511080152

1

2

144

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 13: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

12

Termeacuteszetesen hasonloacutean helyettesiacutethető a toumlbbi bipolaacuteris tranzisztoros alapkapcsolaacutes s ugyanilyen moacutedszerrel megalkothatoacutek a teacutervezeacuterleacutesű tranzisztoros alapkapcsolaacutesok helyettesiacutető keacutepei

Az erősiacutetők vaacuteltakozoacute aacuteramuacute jellemzőit a kapcsolaacutesi rajzuk eacutes helyettesiacutető keacutepeik segiacutetseacutegeacutevel lehet legszemleacuteletesebben eacutertelmezni

ERŐSIacuteTŐK JELLEMZŐI Erősiacutető elektronikus aacuteramkoumlr aktiacutev neacutegypoacutelus amely a bemeneteacutere vezetett elektromos jelből a kimeneteacuten megegyező hullaacutemformaacutejuacute de tetszőlegesen nagyobb eacuterteacutekű elektromos jelet szolgaacuteltat A kapcsolaacuteshoz alkalmazott taacutepegyseacuteg energiaacuteja fedezi a nagyobb eacuterteacutekű jel teljesiacutetmeacutenynoumlvekedeacuteseacutet

Erősiacuteteacutes vezeacuterelt teljesiacutetmeacuteny-aacutetalakiacutetaacutes

A 12 aacutebraacuten egy erősiacutető aacuteltalaacutenos toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese laacutethatoacute Az erősiacutető bemeneteacuten egy ug feszuumlltseacutegű Rg belső ellenaacutellaacutesuacute generaacutetor biztosiacutetja az ube bemeneti feszuumlltseacuteget eacutes ibe bemeneti aacuteramot A kimeneten Rt terhelő ellenaacutellaacuteson joumln leacutetre az uki kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes az iki kimeneti aacuteram

12 aacutebra Erősiacutető toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutese

A toumlmbvaacutezlatos jeloumlleacutesen feltuumlntetett haacuteromszoumlg jelkeacutepezi az erősiacuteteacutes iraacutenyaacutet Az erősiacuteteacutesek megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz aktiacutev elem(ek) (bipolaacuteris eacutesvagy unipolaacuteris tranzisztorok) szuumlkseacutegesek Az erősiacutető kapcsolaacutesokban a munkapont beaacutelliacutetaacutesaacutera ellenaacutellaacutesok kellenek melyek befolyaacutesoljaacutek az erősiacutető jellemzőit is A gyakorlati aacuteramkoumlroumlkben a megfelelő műkoumldeacutest kondenzaacutetorok is biztosiacutetjaacutek

Az erősiacutetőket kuumlloumlnboumlző szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk A kuumlloumlnboumlző erősiacutetőfajtaacutekat s azok roumlvid ismertetőjeacutet - a teljesseacuteg igeacutenye neacutelkuumll - a 13 aacutebra tartalmazza

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

13

13 aacutebra Az erősiacutetők csoportosiacutetaacutesa

Az erősiacutetők legfontosabb jellemzői az alaacutebbi csoportokba sorolhatoacutek

- Erősiacuteteacutesek - Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes - Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

1 Erősiacuteteacutesek

Az erősiacutető kapcsolaacutesoknaacutel eacutertelmezett erősiacuteteacutesek feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes aacuteramerősiacuteteacutes teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes Az erősiacuteteacutesek kifejezhetők viszonyszaacutemban eacutes logaritmikusan decibel-ben is Az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacuteseket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesokhoz alkalmazzaacutek

Feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti feszuumlltseacuteg csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskiu U

U

U

UA

dBAa uu lg 20

Aacuteramerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti aacuteram csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

14

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskii I

I

I

IA

dBAa ii lg 20

Teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti teljesiacutetmeacuteny csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

iueffbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskip AA

P

P

P

PA

dBAa pp lg 10

Szinuszos vezeacuterleacutes eseteacuten a csuacutecseacuterteacutek eacutes az effektiacutev eacuterteacutek koumlzoumltti kapcsolat

2

csuacutecseacuterteacutekeacuterteacutekeffektiacutev

Fontos az erősiacuteteacutesek a valoacutesaacutegban preciacutezen csak komplex szaacutemokkal eacutertelmezhetők mert bemeneti eacutes kimeneti jelei ritkaacuten azonos faacutezisuacuteak A fenti oumlsszefuumlggeacutesek a faacutezisszoumlget nem veszik figyelembe

2 Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes

Az erősiacutetők bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesait az Ohm toumlrveacuteny alkalmazaacutesaacuteval iacuterhatjuk fel Az oumlsszefuumlggeacutesekben a csuacutecseacuterteacutekekkel vagy az effektiacutev eacuterteacutekekkel szaacutemolunk Az alaacutebbi keacutepleteket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesnaacutel alkalmazzaacutek

Bemeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető bemeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ube) eacutes bemeneti aacuteramaacutenak (Ibe) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effbe

effbe

csuacutecsbe

csuacutecsbebe I

U

I

Ur

Kimeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető terheleacutes neacutelkuumlli uumlresjaacuterati kimeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ukiuuml) eacutes kimeneti roumlvidzaacuteraacutesi aacuteramaacutenak (Ikir) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effrki

effuumlki

csuacutecsrki

csuacutecsuumlkiki I

U

I

Ur

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

15

14 aacutebra Az erősiacutető feleacutepiacuteteacutese a bemenet eacutes a kimenet szempontjaacuteboacutel

A 14 aacutebraacuten megfigyelhető hogy az erősiacutető bemeneti reacuteszeacutet a bemeneti ellenaacutellaacutes keacutepviseli amely terheli a vezeacuterlő generaacutetort Az erősiacutető kimeneti oldala generaacutetorkeacutent foghatoacute fel amelyet a terhelő ellenaacutellaacutes terhel

Elmeacuteleti meacuteretezeacutesekneacutel a pontos oumlsszefuumlggeacuteseket az erősiacutető teljes helyettesiacutető keacutepe alapjaacuten lehet feliacuterni

3 Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

Az erősiacutetők gyakorlati alkalmazaacutesa egyeacuteb jellemzők ismereteacutet is megkoumlveteli Ezek koumlzuumll a legfontosabbak a koumlvetkezők frekvenciamenet hataacuterfrekvenciaacutek saacutevszeacutelesseacuteg zajteacutenyező torziacutetaacutesi teacutenyezők

Frekvenciamenet az erősiacutető frekvencia-aacutetviteleacutere jellemző diagram amely a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes frekvenciafuumlggeacuteseacutet szemleacutelteti

Hataacuterfrekvenciaacutek (fa ff) azon keacutet frekvencia amelyekneacutel az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacutese a koumlzepes frekvenciaacuten (fk) meacutert erősiacuteteacutes 707 -a illetve az erősiacuteteacutes 3 dB-lel kisebb mint a koumlzepes frekvenciaacuten meacutert erősiacuteteacutes dB-ben A keacutet hataacuterfrekvencia fa alsoacute- ff felső hataacuterfrekvencia A műszaki gyakorlatban az erősiacutetők alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet leginkaacutebb a laacutethatoacute csatoloacute kondenzaacutetorok kapacitaacutesai (Cbe Cki) okozzaacutek A 3 dB-es erősiacuteteacutescsoumlkkeneacutesből matematikailag az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek vezethetők le

gbeC RrXbe

gbea

be RrfC

2

1

tkiC RrXki

tkiaki Rrf

C

2

1

A felső hataacuterfrekvenciaacutet doumlntően a laacutethatatlan szoacutert- szereleacutesi- eacutes reacutetegkapacitaacutesok okozzaacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

16

Saacutevszeacutelesseacuteg (B) az alsoacute- eacutes a felső hataacuterfrekvenciaacutek koumlzoumltti frekvenciatartomaacuteny

af ffB

A 15 aacutebra szemleacutelteti egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciameneteacutet saacutevszeacutelesseacutegeacutet alsoacute- eacutes felső hataacuterfrekvenciaacutejaacutet

15 aacutebra Egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciamenete

A 15 aacutebraacuten megfigyelhető egy gyakorlati szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciafuumlggeacutese hataacuterfrekvenciaacutei koumlzepes frekvenciaacuteja eacutes saacutevszeacutelesseacutege

A műszaki gyakorlatban alkalmazott erősiacutetőkkel szemben elvaacuteraacutes hogy a műkoumldeacutesi tartomaacutenyban a bemeneti eacutes kimeneti jel alakja ne teacuterjen el egymaacutestoacutel A valoacutesaacutegban felleacutepő zajok zavarok torziacutetaacutesokat okoznak a felerősiacutetett jel alakjaacuteban

A tovaacutebbiakban megvizsgaacuteljuk a zajok eacutes torziacutetaacutesok erősiacutetőkre gyakorolt hataacutesait a zajok eacutes torziacutetaacutesok legfontosabb jellemzőit

Jel a hasznos informaacutecioacutet tartalmazoacute feszuumlltseacuteg vagy aacuteram meghataacuterozott időfuumlggveacuteny szerinti vaacuteltozaacutesa

Zaj zavaroacute jelek oumlsszesseacutege melynek időfuumlggveacutenye szabaacutelytalan s hasznos informaacutecioacutet nem tartalmaz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

17

Az erősiacutetőkben keletkező zajokat doumlntő meacuterteacutekben a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen mozgaacutesa okozza Az ilyen zajok felleacutepnek az erősiacutető ohmos jellegű ellenaacutellaacutesaiban eacutes aktiacutev eszkoumlzeiben egyaraacutent Fajtaacutei

Termikus zaj a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen hőmozgaacutesa miatt felleacutepő zaj Eacuterteacutekeacutet aacutetlagos zajteljesiacutetmeacutenykeacutent zajfeszuumlltseacutegkeacutent vagy zajaacuteramkeacutent adjaacutek meg

Soumlreacutetzaj feacutelvezetőkben a toumllteacuteshordozoacutek PN aacutetmeneten toumlrteacutenő aacutethaladaacutesaacutenaacutel keletkezik Kisfrekvenciaacuten főleg a Zener dioacutedaacuteknaacutel jelentős

Villoacutedzaacutesi zaj (flicker-zaj) aktiacutev eacutes passziacutev aacuteramkoumlri elemeken a gyaacutertaacutestechnoloacutegia koumlvetkezteacuteben felleacutepő zaj Kisfrekvenciaacuten leginkaacutebb a MOSFET-ekneacutel veszeacutelyes

Jelzaj viszony a jelteljesiacutetmeacuteny eacutes a zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve Az erősiacutető zajossaacutegaacutenak egyik szaacutemszerű jellemzője (Angol roumlvidiacuteteacutessel SNR vagy SN rarr Signal to Noise Ratio)

dBlg10

dB

zaj

jel

zaj

jel

P

P

P

P

A keacutepletben Pjel rarr jelteljesiacutetmeacuteny Pzaj rarr zajteljesiacutetmeacuteny

Zajteacutenyező az erősiacutető bemeneteacutere eacutes kimeneteacutere vonatkoztatott jelzaj viszonyok haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dB1

lg10lg10e

dB

bzaj

kizaj

p

kizaj

kijel

bezaj

bejel

P

P

A

P

P

P

P

F

A keacutepletben AP rarr az erősiacutető teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutese

Zajszint a hangossaacuteg eacuterzeacutekeleacuteseacutehez tartozoacute jellemző amely a meacutert zajteljesiacutetmeacuteny eacutes a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dBlg100

dB

zaj

zaj

P

Pd

A keacutepletben viszonyiacutetaacutesi alapkeacutent a Pzaj0 rarr a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz (1 kHz-neacutel 10-12 Wm2) tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny szerepel

Eacuterdekesseacuteg a zajszint emberi szervezetre gyakorolt hataacutesa a hangossaacuteg fuumlggveacutenyeacuteben a koumlvetkező

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

18

- 30 dB zajszint rarr pszicheacutes - 65 dB zajszint rarr vegetatiacutev - 90 dB zajszint rarr halloacuteszervi - 120 dB zajszint rarr faacutejdalomkuumlszoumlb - 120 -130 dB zajszint rarr maradandoacute hallaacuteskaacuterosodaacutes - 160 dB zajszint rarr dobhaacutertyarepedeacutes - 175 dB zajszint rarr halaacutelos koumlvetkezmeacutenyű

Torziacutetaacutes erősiacutetőkben felleacutepő jelenseacuteg melynek hataacutesaacutera a vezeacuterlő analoacuteg jel időfuumlggveacutenyeacutenek tulajdonsaacutegai a kimenetre eacuterve nem kiacutevaacutent moacutedon megvaacuteltoznak Maacuteskeacutent fogalmazva a jel spektrumaacuteban talaacutelhatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute oumlsszetevők erősiacuteteacuteskor moacutedosulnak A torzulaacutesok meacuterteacutekeacutet a vezeacuterlő analoacuteg jel frekvenciaacuteja eacutes amplituacutedoacuteja befolyaacutesolja

Lineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti (frekvenciatorziacutetaacutes) illetve moacutedosiacutetja a jel komponenseinek egymaacuteshoz viszonyiacutetott faacutezishelyzeteacutet (faacutezistorziacutetaacutes) A lineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető frekvenciafuumlggő lineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (L C) okozzaacutek

Nemlineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző amplituacutedoacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti Az erősiacutető kimeneteacuten nem kiacutevaacutenatos jeloumlsszetevők jelennek meg Harmonikus torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacutejaacutenak (alapharmonikus) egeacutesz szaacutemuacute toumlbbszoumlroumlsei (felharmonikusok) Modulaacutecioacutes torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacuteinak oumlsszegei eacutes kuumlloumlnbseacutegei A nemlineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető nemlineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (feacutelvezető eszkoumlzoumlk) okozzaacutek

Harmonikus torziacutetaacutesi teacutenyező az oumlsszegzett felharmonikusok effektiacutev eacuterteacutekeacutenek eacutes a teljes jel effektiacutev eacuterteacutekeacutenek az araacutenya -ban kifejezve

223

22

21

223

22

n

nh

UUUU

UUUk

U1rarr az alapharmonikus jel feszuumlltseacutegeacutenek effektiacutev eacuterteacuteke

U2 U3hellipUn rarr a felharmonikus jelek feszuumlltseacutegeinek effektiacutev eacuterteacuteke

4 Erősiacutetők meacuteretezeacutese

Az erősiacutető fokozatok meacuteretezeacutese a műszaki gyakorlatban leegyszerűsiacutetve 3 fő leacutepeacutesből aacutell A meacuteretezeacutes leacutepeacutesei

1 leacutepeacutes az aacuteramkoumlr feleacutepiacuteteacuteseacutenek megtervezeacutese az aacuteramkoumlr megrajzolaacutesa

2 leacutepeacutes munkapont beaacutelliacutetaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

19

3 leacutepeacutes vaacuteltakozoacute aacuteramuacute erősiacutető parameacuteterek meghataacuterozaacutesa

Az eddig taacutergyaltak alapjaacuten tegyuumlnk kiacuteseacuterletet egy kivaacutelasztott erősiacutető alapkapcsolaacutes meacuteretezeacuteseacutere

MEacuteRETEZEacuteSI FELADAT

Veacutegezzuumlk el a 16 aacutebraacuten laacutethatoacute source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető meacuteretezeacuteseacutet

Munkaponti adatok UGS0 = -2 V UDS0 = 8 V ID0 = 14 mA jFET parameacuteterek y21 = 10 mS y22 = 25 microS Egyeacuteb adatok UT = 24 V RG = 200 kΩ Rt = 15 kΩ ug = 25 mV Rg = 25 kΩ Feladatok a) Hataacuterozzuk meg RS eacutes RD eacuterteacutekeacutet b) Hataacuterozzuk meg a fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet c) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet d) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutegeacutet e) Hataacuterozzuk meg Cki eacuterteacutekeacutet uacutegy hogy a kapcsolaacutes alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa =15 Hz legyen (A toumlbbi kapacitaacutes nem szoacutel bele az aacutetvitelbe)

16 aacutebra Source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

20

a) Az aacuteramkoumlroumln bejeloumllt egyenfeszuumlltseacutegek eacutes egyenaacuteramok figyelembeveacuteteleacutevel az oumlsszefuumlggeacutesek feliacuteraacutesaacutehoz az elektrotechnika Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyeit alkalmazzuk (A kapcsolaacutes bemeneteacuten az IG gate aacuteram elhanyagolhatoacute)

SRGS UU 0

kI

UR

D

GSS 431

mA 41

V 2

0

0

kV

I

UUUR

D

RDSTD

S 10mA 41

2V 8V 24

0

0

b) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet a kapcsolaacutes y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacuteből lehet legegyszerűbben meghataacuterozni A helyettesiacutető keacutep a 17 aacutebraacuten laacutethatoacute

17 aacutebra A source kapcsolaacutesuacute erősiacutető y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Ha a bemenet felől illetve a kimenet felől betekintuumlnk a helyettesiacutető neacutegypoacutelusba koumlnnyedeacuten feliacuterhatjuk a bemeneti eacutes a kimeneti ellenaacutellaacutes oumlsszefuumlggeacuteseacutet majd behelyettesiacuteteacutes utaacuten meghataacuterozhatjuk az eacuterteacutekeket

kRr Gbe 200

kS

ky

Rr Dki 825

110

1

22

c) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes meghataacuterozaacutesaacutehoz egy roumlvid levezeteacutes utaacuten eljuthatunk

be

kiut u

uA

tD

sbeski RR

yuyu

2221

1

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

21

152)158(10)(21 kkmSRRyA tkiut

A veacutegeredmeacutenyből laacutethatoacute hogy az erősiacutető faacutezist fordiacutet

d) A kimeneti feszuumlltseacuteg meghataacuterozaacutesaacutehoz előszoumlr fel kell iacuterni a vezeacuterlő generaacutetorboacutel az erősiacutető bemeneteacutere jutoacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteget majd a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes segiacutetseacutegeacutevel kimeneti feszuumlltseacuteggeacute alakiacutetva hataacuterozhatjuk meg a pontos eacuterteacuteket

mVRR

Ruu

gG

Ggbe 2222

k 25k 002

k 002mV 25

VmVuAu beutkit 1612222152

e) A megadott parameacuteterek szerint az erősiacutető alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet csak a Cki kimeneti kapacitaacutes okozza Az erősiacutető helyettesiacutető keacutepeacutenek kimeneti koumlreacuteben (ld 18 aacutebra) a hataacuterfrekvencia definiacutecioacutejaacuteboacutel adoacutedoacute egyenlőseacutegből a hataacuterfrekvencia kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz juthatunk

18 aacutebra Az erősiacutető kimeneti koumlreacutenek kisfrekvenciaacutes helyettesiacutető keacutepe

A feszuumlltseacutegosztaacutes toumlrveacutenyeacutet alkalmazva levezeteacutessel bizonyiacutethatoacute hogy a hataacuterfrekvenciaacuten bekoumlvetkező 3 dB-es erősiacuteteacutes szintcsoumlkkeneacutesneacutel a csatoloacute kondenzaacutetor reaktanciaacuteja eacuterteacutekre megegyezik a koumlruumlloumltte elhelyezkedő ellenaacutellaacutesok eredőjeacutevel

tkitDC RrRRy

Xki

22

1

kiaC Cf

Xki

2

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 46210511080152

1

2

144

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 14: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

13

13 aacutebra Az erősiacutetők csoportosiacutetaacutesa

Az erősiacutetők legfontosabb jellemzői az alaacutebbi csoportokba sorolhatoacutek

- Erősiacuteteacutesek - Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes - Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

1 Erősiacuteteacutesek

Az erősiacutető kapcsolaacutesoknaacutel eacutertelmezett erősiacuteteacutesek feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes aacuteramerősiacuteteacutes teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes Az erősiacuteteacutesek kifejezhetők viszonyszaacutemban eacutes logaritmikusan decibel-ben is Az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacuteseket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesokhoz alkalmazzaacutek

Feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti feszuumlltseacuteg csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskiu U

U

U

UA

dBAa uu lg 20

Aacuteramerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti aacuteram csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

14

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskii I

I

I

IA

dBAa ii lg 20

Teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti teljesiacutetmeacuteny csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

iueffbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskip AA

P

P

P

PA

dBAa pp lg 10

Szinuszos vezeacuterleacutes eseteacuten a csuacutecseacuterteacutek eacutes az effektiacutev eacuterteacutek koumlzoumltti kapcsolat

2

csuacutecseacuterteacutekeacuterteacutekeffektiacutev

Fontos az erősiacuteteacutesek a valoacutesaacutegban preciacutezen csak komplex szaacutemokkal eacutertelmezhetők mert bemeneti eacutes kimeneti jelei ritkaacuten azonos faacutezisuacuteak A fenti oumlsszefuumlggeacutesek a faacutezisszoumlget nem veszik figyelembe

2 Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes

Az erősiacutetők bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesait az Ohm toumlrveacuteny alkalmazaacutesaacuteval iacuterhatjuk fel Az oumlsszefuumlggeacutesekben a csuacutecseacuterteacutekekkel vagy az effektiacutev eacuterteacutekekkel szaacutemolunk Az alaacutebbi keacutepleteket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesnaacutel alkalmazzaacutek

Bemeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető bemeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ube) eacutes bemeneti aacuteramaacutenak (Ibe) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effbe

effbe

csuacutecsbe

csuacutecsbebe I

U

I

Ur

Kimeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető terheleacutes neacutelkuumlli uumlresjaacuterati kimeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ukiuuml) eacutes kimeneti roumlvidzaacuteraacutesi aacuteramaacutenak (Ikir) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effrki

effuumlki

csuacutecsrki

csuacutecsuumlkiki I

U

I

Ur

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

15

14 aacutebra Az erősiacutető feleacutepiacuteteacutese a bemenet eacutes a kimenet szempontjaacuteboacutel

A 14 aacutebraacuten megfigyelhető hogy az erősiacutető bemeneti reacuteszeacutet a bemeneti ellenaacutellaacutes keacutepviseli amely terheli a vezeacuterlő generaacutetort Az erősiacutető kimeneti oldala generaacutetorkeacutent foghatoacute fel amelyet a terhelő ellenaacutellaacutes terhel

Elmeacuteleti meacuteretezeacutesekneacutel a pontos oumlsszefuumlggeacuteseket az erősiacutető teljes helyettesiacutető keacutepe alapjaacuten lehet feliacuterni

3 Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

Az erősiacutetők gyakorlati alkalmazaacutesa egyeacuteb jellemzők ismereteacutet is megkoumlveteli Ezek koumlzuumll a legfontosabbak a koumlvetkezők frekvenciamenet hataacuterfrekvenciaacutek saacutevszeacutelesseacuteg zajteacutenyező torziacutetaacutesi teacutenyezők

Frekvenciamenet az erősiacutető frekvencia-aacutetviteleacutere jellemző diagram amely a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes frekvenciafuumlggeacuteseacutet szemleacutelteti

Hataacuterfrekvenciaacutek (fa ff) azon keacutet frekvencia amelyekneacutel az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacutese a koumlzepes frekvenciaacuten (fk) meacutert erősiacuteteacutes 707 -a illetve az erősiacuteteacutes 3 dB-lel kisebb mint a koumlzepes frekvenciaacuten meacutert erősiacuteteacutes dB-ben A keacutet hataacuterfrekvencia fa alsoacute- ff felső hataacuterfrekvencia A műszaki gyakorlatban az erősiacutetők alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet leginkaacutebb a laacutethatoacute csatoloacute kondenzaacutetorok kapacitaacutesai (Cbe Cki) okozzaacutek A 3 dB-es erősiacuteteacutescsoumlkkeneacutesből matematikailag az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek vezethetők le

gbeC RrXbe

gbea

be RrfC

2

1

tkiC RrXki

tkiaki Rrf

C

2

1

A felső hataacuterfrekvenciaacutet doumlntően a laacutethatatlan szoacutert- szereleacutesi- eacutes reacutetegkapacitaacutesok okozzaacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

16

Saacutevszeacutelesseacuteg (B) az alsoacute- eacutes a felső hataacuterfrekvenciaacutek koumlzoumltti frekvenciatartomaacuteny

af ffB

A 15 aacutebra szemleacutelteti egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciameneteacutet saacutevszeacutelesseacutegeacutet alsoacute- eacutes felső hataacuterfrekvenciaacutejaacutet

15 aacutebra Egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciamenete

A 15 aacutebraacuten megfigyelhető egy gyakorlati szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciafuumlggeacutese hataacuterfrekvenciaacutei koumlzepes frekvenciaacuteja eacutes saacutevszeacutelesseacutege

A műszaki gyakorlatban alkalmazott erősiacutetőkkel szemben elvaacuteraacutes hogy a műkoumldeacutesi tartomaacutenyban a bemeneti eacutes kimeneti jel alakja ne teacuterjen el egymaacutestoacutel A valoacutesaacutegban felleacutepő zajok zavarok torziacutetaacutesokat okoznak a felerősiacutetett jel alakjaacuteban

A tovaacutebbiakban megvizsgaacuteljuk a zajok eacutes torziacutetaacutesok erősiacutetőkre gyakorolt hataacutesait a zajok eacutes torziacutetaacutesok legfontosabb jellemzőit

Jel a hasznos informaacutecioacutet tartalmazoacute feszuumlltseacuteg vagy aacuteram meghataacuterozott időfuumlggveacuteny szerinti vaacuteltozaacutesa

Zaj zavaroacute jelek oumlsszesseacutege melynek időfuumlggveacutenye szabaacutelytalan s hasznos informaacutecioacutet nem tartalmaz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

17

Az erősiacutetőkben keletkező zajokat doumlntő meacuterteacutekben a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen mozgaacutesa okozza Az ilyen zajok felleacutepnek az erősiacutető ohmos jellegű ellenaacutellaacutesaiban eacutes aktiacutev eszkoumlzeiben egyaraacutent Fajtaacutei

Termikus zaj a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen hőmozgaacutesa miatt felleacutepő zaj Eacuterteacutekeacutet aacutetlagos zajteljesiacutetmeacutenykeacutent zajfeszuumlltseacutegkeacutent vagy zajaacuteramkeacutent adjaacutek meg

Soumlreacutetzaj feacutelvezetőkben a toumllteacuteshordozoacutek PN aacutetmeneten toumlrteacutenő aacutethaladaacutesaacutenaacutel keletkezik Kisfrekvenciaacuten főleg a Zener dioacutedaacuteknaacutel jelentős

Villoacutedzaacutesi zaj (flicker-zaj) aktiacutev eacutes passziacutev aacuteramkoumlri elemeken a gyaacutertaacutestechnoloacutegia koumlvetkezteacuteben felleacutepő zaj Kisfrekvenciaacuten leginkaacutebb a MOSFET-ekneacutel veszeacutelyes

Jelzaj viszony a jelteljesiacutetmeacuteny eacutes a zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve Az erősiacutető zajossaacutegaacutenak egyik szaacutemszerű jellemzője (Angol roumlvidiacuteteacutessel SNR vagy SN rarr Signal to Noise Ratio)

dBlg10

dB

zaj

jel

zaj

jel

P

P

P

P

A keacutepletben Pjel rarr jelteljesiacutetmeacuteny Pzaj rarr zajteljesiacutetmeacuteny

Zajteacutenyező az erősiacutető bemeneteacutere eacutes kimeneteacutere vonatkoztatott jelzaj viszonyok haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dB1

lg10lg10e

dB

bzaj

kizaj

p

kizaj

kijel

bezaj

bejel

P

P

A

P

P

P

P

F

A keacutepletben AP rarr az erősiacutető teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutese

Zajszint a hangossaacuteg eacuterzeacutekeleacuteseacutehez tartozoacute jellemző amely a meacutert zajteljesiacutetmeacuteny eacutes a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dBlg100

dB

zaj

zaj

P

Pd

A keacutepletben viszonyiacutetaacutesi alapkeacutent a Pzaj0 rarr a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz (1 kHz-neacutel 10-12 Wm2) tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny szerepel

Eacuterdekesseacuteg a zajszint emberi szervezetre gyakorolt hataacutesa a hangossaacuteg fuumlggveacutenyeacuteben a koumlvetkező

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

18

- 30 dB zajszint rarr pszicheacutes - 65 dB zajszint rarr vegetatiacutev - 90 dB zajszint rarr halloacuteszervi - 120 dB zajszint rarr faacutejdalomkuumlszoumlb - 120 -130 dB zajszint rarr maradandoacute hallaacuteskaacuterosodaacutes - 160 dB zajszint rarr dobhaacutertyarepedeacutes - 175 dB zajszint rarr halaacutelos koumlvetkezmeacutenyű

Torziacutetaacutes erősiacutetőkben felleacutepő jelenseacuteg melynek hataacutesaacutera a vezeacuterlő analoacuteg jel időfuumlggveacutenyeacutenek tulajdonsaacutegai a kimenetre eacuterve nem kiacutevaacutent moacutedon megvaacuteltoznak Maacuteskeacutent fogalmazva a jel spektrumaacuteban talaacutelhatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute oumlsszetevők erősiacuteteacuteskor moacutedosulnak A torzulaacutesok meacuterteacutekeacutet a vezeacuterlő analoacuteg jel frekvenciaacuteja eacutes amplituacutedoacuteja befolyaacutesolja

Lineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti (frekvenciatorziacutetaacutes) illetve moacutedosiacutetja a jel komponenseinek egymaacuteshoz viszonyiacutetott faacutezishelyzeteacutet (faacutezistorziacutetaacutes) A lineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető frekvenciafuumlggő lineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (L C) okozzaacutek

Nemlineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző amplituacutedoacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti Az erősiacutető kimeneteacuten nem kiacutevaacutenatos jeloumlsszetevők jelennek meg Harmonikus torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacutejaacutenak (alapharmonikus) egeacutesz szaacutemuacute toumlbbszoumlroumlsei (felharmonikusok) Modulaacutecioacutes torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacuteinak oumlsszegei eacutes kuumlloumlnbseacutegei A nemlineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető nemlineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (feacutelvezető eszkoumlzoumlk) okozzaacutek

Harmonikus torziacutetaacutesi teacutenyező az oumlsszegzett felharmonikusok effektiacutev eacuterteacutekeacutenek eacutes a teljes jel effektiacutev eacuterteacutekeacutenek az araacutenya -ban kifejezve

223

22

21

223

22

n

nh

UUUU

UUUk

U1rarr az alapharmonikus jel feszuumlltseacutegeacutenek effektiacutev eacuterteacuteke

U2 U3hellipUn rarr a felharmonikus jelek feszuumlltseacutegeinek effektiacutev eacuterteacuteke

4 Erősiacutetők meacuteretezeacutese

Az erősiacutető fokozatok meacuteretezeacutese a műszaki gyakorlatban leegyszerűsiacutetve 3 fő leacutepeacutesből aacutell A meacuteretezeacutes leacutepeacutesei

1 leacutepeacutes az aacuteramkoumlr feleacutepiacuteteacuteseacutenek megtervezeacutese az aacuteramkoumlr megrajzolaacutesa

2 leacutepeacutes munkapont beaacutelliacutetaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

19

3 leacutepeacutes vaacuteltakozoacute aacuteramuacute erősiacutető parameacuteterek meghataacuterozaacutesa

Az eddig taacutergyaltak alapjaacuten tegyuumlnk kiacuteseacuterletet egy kivaacutelasztott erősiacutető alapkapcsolaacutes meacuteretezeacuteseacutere

MEacuteRETEZEacuteSI FELADAT

Veacutegezzuumlk el a 16 aacutebraacuten laacutethatoacute source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető meacuteretezeacuteseacutet

Munkaponti adatok UGS0 = -2 V UDS0 = 8 V ID0 = 14 mA jFET parameacuteterek y21 = 10 mS y22 = 25 microS Egyeacuteb adatok UT = 24 V RG = 200 kΩ Rt = 15 kΩ ug = 25 mV Rg = 25 kΩ Feladatok a) Hataacuterozzuk meg RS eacutes RD eacuterteacutekeacutet b) Hataacuterozzuk meg a fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet c) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet d) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutegeacutet e) Hataacuterozzuk meg Cki eacuterteacutekeacutet uacutegy hogy a kapcsolaacutes alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa =15 Hz legyen (A toumlbbi kapacitaacutes nem szoacutel bele az aacutetvitelbe)

16 aacutebra Source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

20

a) Az aacuteramkoumlroumln bejeloumllt egyenfeszuumlltseacutegek eacutes egyenaacuteramok figyelembeveacuteteleacutevel az oumlsszefuumlggeacutesek feliacuteraacutesaacutehoz az elektrotechnika Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyeit alkalmazzuk (A kapcsolaacutes bemeneteacuten az IG gate aacuteram elhanyagolhatoacute)

SRGS UU 0

kI

UR

D

GSS 431

mA 41

V 2

0

0

kV

I

UUUR

D

RDSTD

S 10mA 41

2V 8V 24

0

0

b) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet a kapcsolaacutes y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacuteből lehet legegyszerűbben meghataacuterozni A helyettesiacutető keacutep a 17 aacutebraacuten laacutethatoacute

17 aacutebra A source kapcsolaacutesuacute erősiacutető y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Ha a bemenet felől illetve a kimenet felől betekintuumlnk a helyettesiacutető neacutegypoacutelusba koumlnnyedeacuten feliacuterhatjuk a bemeneti eacutes a kimeneti ellenaacutellaacutes oumlsszefuumlggeacuteseacutet majd behelyettesiacuteteacutes utaacuten meghataacuterozhatjuk az eacuterteacutekeket

kRr Gbe 200

kS

ky

Rr Dki 825

110

1

22

c) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes meghataacuterozaacutesaacutehoz egy roumlvid levezeteacutes utaacuten eljuthatunk

be

kiut u

uA

tD

sbeski RR

yuyu

2221

1

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

21

152)158(10)(21 kkmSRRyA tkiut

A veacutegeredmeacutenyből laacutethatoacute hogy az erősiacutető faacutezist fordiacutet

d) A kimeneti feszuumlltseacuteg meghataacuterozaacutesaacutehoz előszoumlr fel kell iacuterni a vezeacuterlő generaacutetorboacutel az erősiacutető bemeneteacutere jutoacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteget majd a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes segiacutetseacutegeacutevel kimeneti feszuumlltseacuteggeacute alakiacutetva hataacuterozhatjuk meg a pontos eacuterteacuteket

mVRR

Ruu

gG

Ggbe 2222

k 25k 002

k 002mV 25

VmVuAu beutkit 1612222152

e) A megadott parameacuteterek szerint az erősiacutető alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet csak a Cki kimeneti kapacitaacutes okozza Az erősiacutető helyettesiacutető keacutepeacutenek kimeneti koumlreacuteben (ld 18 aacutebra) a hataacuterfrekvencia definiacutecioacutejaacuteboacutel adoacutedoacute egyenlőseacutegből a hataacuterfrekvencia kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz juthatunk

18 aacutebra Az erősiacutető kimeneti koumlreacutenek kisfrekvenciaacutes helyettesiacutető keacutepe

A feszuumlltseacutegosztaacutes toumlrveacutenyeacutet alkalmazva levezeteacutessel bizonyiacutethatoacute hogy a hataacuterfrekvenciaacuten bekoumlvetkező 3 dB-es erősiacuteteacutes szintcsoumlkkeneacutesneacutel a csatoloacute kondenzaacutetor reaktanciaacuteja eacuterteacutekre megegyezik a koumlruumlloumltte elhelyezkedő ellenaacutellaacutesok eredőjeacutevel

tkitDC RrRRy

Xki

22

1

kiaC Cf

Xki

2

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 46210511080152

1

2

144

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 15: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

14

effbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskii I

I

I

IA

dBAa ii lg 20

Teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutes nagysaacutega a kimeneti eacutes a bemeneti teljesiacutetmeacuteny csuacutecseacuterteacutekeacutenek vagy effektiacutev eacuterteacutekeacutenek haacutenyadosa

iueffbe

effki

csuacutecsbe

csuacutecskip AA

P

P

P

PA

dBAa pp lg 10

Szinuszos vezeacuterleacutes eseteacuten a csuacutecseacuterteacutek eacutes az effektiacutev eacuterteacutek koumlzoumltti kapcsolat

2

csuacutecseacuterteacutekeacuterteacutekeffektiacutev

Fontos az erősiacuteteacutesek a valoacutesaacutegban preciacutezen csak komplex szaacutemokkal eacutertelmezhetők mert bemeneti eacutes kimeneti jelei ritkaacuten azonos faacutezisuacuteak A fenti oumlsszefuumlggeacutesek a faacutezisszoumlget nem veszik figyelembe

2 Bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutes

Az erősiacutetők bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesait az Ohm toumlrveacuteny alkalmazaacutesaacuteval iacuterhatjuk fel Az oumlsszefuumlggeacutesekben a csuacutecseacuterteacutekekkel vagy az effektiacutev eacuterteacutekekkel szaacutemolunk Az alaacutebbi keacutepleteket elsősorban a meacutereacuteses meghataacuterozaacutesnaacutel alkalmazzaacutek

Bemeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető bemeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ube) eacutes bemeneti aacuteramaacutenak (Ibe) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effbe

effbe

csuacutecsbe

csuacutecsbebe I

U

I

Ur

Kimeneti ellenaacutellaacutes nagysaacutegaacutet az erősiacutető terheleacutes neacutelkuumlli uumlresjaacuterati kimeneti feszuumlltseacutegeacutenek (Ukiuuml) eacutes kimeneti roumlvidzaacuteraacutesi aacuteramaacutenak (Ikir) haacutenyadosa hataacuterozza meg

effrki

effuumlki

csuacutecsrki

csuacutecsuumlkiki I

U

I

Ur

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

15

14 aacutebra Az erősiacutető feleacutepiacuteteacutese a bemenet eacutes a kimenet szempontjaacuteboacutel

A 14 aacutebraacuten megfigyelhető hogy az erősiacutető bemeneti reacuteszeacutet a bemeneti ellenaacutellaacutes keacutepviseli amely terheli a vezeacuterlő generaacutetort Az erősiacutető kimeneti oldala generaacutetorkeacutent foghatoacute fel amelyet a terhelő ellenaacutellaacutes terhel

Elmeacuteleti meacuteretezeacutesekneacutel a pontos oumlsszefuumlggeacuteseket az erősiacutető teljes helyettesiacutető keacutepe alapjaacuten lehet feliacuterni

3 Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

Az erősiacutetők gyakorlati alkalmazaacutesa egyeacuteb jellemzők ismereteacutet is megkoumlveteli Ezek koumlzuumll a legfontosabbak a koumlvetkezők frekvenciamenet hataacuterfrekvenciaacutek saacutevszeacutelesseacuteg zajteacutenyező torziacutetaacutesi teacutenyezők

Frekvenciamenet az erősiacutető frekvencia-aacutetviteleacutere jellemző diagram amely a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes frekvenciafuumlggeacuteseacutet szemleacutelteti

Hataacuterfrekvenciaacutek (fa ff) azon keacutet frekvencia amelyekneacutel az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacutese a koumlzepes frekvenciaacuten (fk) meacutert erősiacuteteacutes 707 -a illetve az erősiacuteteacutes 3 dB-lel kisebb mint a koumlzepes frekvenciaacuten meacutert erősiacuteteacutes dB-ben A keacutet hataacuterfrekvencia fa alsoacute- ff felső hataacuterfrekvencia A műszaki gyakorlatban az erősiacutetők alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet leginkaacutebb a laacutethatoacute csatoloacute kondenzaacutetorok kapacitaacutesai (Cbe Cki) okozzaacutek A 3 dB-es erősiacuteteacutescsoumlkkeneacutesből matematikailag az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek vezethetők le

gbeC RrXbe

gbea

be RrfC

2

1

tkiC RrXki

tkiaki Rrf

C

2

1

A felső hataacuterfrekvenciaacutet doumlntően a laacutethatatlan szoacutert- szereleacutesi- eacutes reacutetegkapacitaacutesok okozzaacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

16

Saacutevszeacutelesseacuteg (B) az alsoacute- eacutes a felső hataacuterfrekvenciaacutek koumlzoumltti frekvenciatartomaacuteny

af ffB

A 15 aacutebra szemleacutelteti egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciameneteacutet saacutevszeacutelesseacutegeacutet alsoacute- eacutes felső hataacuterfrekvenciaacutejaacutet

15 aacutebra Egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciamenete

A 15 aacutebraacuten megfigyelhető egy gyakorlati szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciafuumlggeacutese hataacuterfrekvenciaacutei koumlzepes frekvenciaacuteja eacutes saacutevszeacutelesseacutege

A műszaki gyakorlatban alkalmazott erősiacutetőkkel szemben elvaacuteraacutes hogy a műkoumldeacutesi tartomaacutenyban a bemeneti eacutes kimeneti jel alakja ne teacuterjen el egymaacutestoacutel A valoacutesaacutegban felleacutepő zajok zavarok torziacutetaacutesokat okoznak a felerősiacutetett jel alakjaacuteban

A tovaacutebbiakban megvizsgaacuteljuk a zajok eacutes torziacutetaacutesok erősiacutetőkre gyakorolt hataacutesait a zajok eacutes torziacutetaacutesok legfontosabb jellemzőit

Jel a hasznos informaacutecioacutet tartalmazoacute feszuumlltseacuteg vagy aacuteram meghataacuterozott időfuumlggveacuteny szerinti vaacuteltozaacutesa

Zaj zavaroacute jelek oumlsszesseacutege melynek időfuumlggveacutenye szabaacutelytalan s hasznos informaacutecioacutet nem tartalmaz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

17

Az erősiacutetőkben keletkező zajokat doumlntő meacuterteacutekben a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen mozgaacutesa okozza Az ilyen zajok felleacutepnek az erősiacutető ohmos jellegű ellenaacutellaacutesaiban eacutes aktiacutev eszkoumlzeiben egyaraacutent Fajtaacutei

Termikus zaj a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen hőmozgaacutesa miatt felleacutepő zaj Eacuterteacutekeacutet aacutetlagos zajteljesiacutetmeacutenykeacutent zajfeszuumlltseacutegkeacutent vagy zajaacuteramkeacutent adjaacutek meg

Soumlreacutetzaj feacutelvezetőkben a toumllteacuteshordozoacutek PN aacutetmeneten toumlrteacutenő aacutethaladaacutesaacutenaacutel keletkezik Kisfrekvenciaacuten főleg a Zener dioacutedaacuteknaacutel jelentős

Villoacutedzaacutesi zaj (flicker-zaj) aktiacutev eacutes passziacutev aacuteramkoumlri elemeken a gyaacutertaacutestechnoloacutegia koumlvetkezteacuteben felleacutepő zaj Kisfrekvenciaacuten leginkaacutebb a MOSFET-ekneacutel veszeacutelyes

Jelzaj viszony a jelteljesiacutetmeacuteny eacutes a zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve Az erősiacutető zajossaacutegaacutenak egyik szaacutemszerű jellemzője (Angol roumlvidiacuteteacutessel SNR vagy SN rarr Signal to Noise Ratio)

dBlg10

dB

zaj

jel

zaj

jel

P

P

P

P

A keacutepletben Pjel rarr jelteljesiacutetmeacuteny Pzaj rarr zajteljesiacutetmeacuteny

Zajteacutenyező az erősiacutető bemeneteacutere eacutes kimeneteacutere vonatkoztatott jelzaj viszonyok haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dB1

lg10lg10e

dB

bzaj

kizaj

p

kizaj

kijel

bezaj

bejel

P

P

A

P

P

P

P

F

A keacutepletben AP rarr az erősiacutető teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutese

Zajszint a hangossaacuteg eacuterzeacutekeleacuteseacutehez tartozoacute jellemző amely a meacutert zajteljesiacutetmeacuteny eacutes a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dBlg100

dB

zaj

zaj

P

Pd

A keacutepletben viszonyiacutetaacutesi alapkeacutent a Pzaj0 rarr a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz (1 kHz-neacutel 10-12 Wm2) tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny szerepel

Eacuterdekesseacuteg a zajszint emberi szervezetre gyakorolt hataacutesa a hangossaacuteg fuumlggveacutenyeacuteben a koumlvetkező

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

18

- 30 dB zajszint rarr pszicheacutes - 65 dB zajszint rarr vegetatiacutev - 90 dB zajszint rarr halloacuteszervi - 120 dB zajszint rarr faacutejdalomkuumlszoumlb - 120 -130 dB zajszint rarr maradandoacute hallaacuteskaacuterosodaacutes - 160 dB zajszint rarr dobhaacutertyarepedeacutes - 175 dB zajszint rarr halaacutelos koumlvetkezmeacutenyű

Torziacutetaacutes erősiacutetőkben felleacutepő jelenseacuteg melynek hataacutesaacutera a vezeacuterlő analoacuteg jel időfuumlggveacutenyeacutenek tulajdonsaacutegai a kimenetre eacuterve nem kiacutevaacutent moacutedon megvaacuteltoznak Maacuteskeacutent fogalmazva a jel spektrumaacuteban talaacutelhatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute oumlsszetevők erősiacuteteacuteskor moacutedosulnak A torzulaacutesok meacuterteacutekeacutet a vezeacuterlő analoacuteg jel frekvenciaacuteja eacutes amplituacutedoacuteja befolyaacutesolja

Lineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti (frekvenciatorziacutetaacutes) illetve moacutedosiacutetja a jel komponenseinek egymaacuteshoz viszonyiacutetott faacutezishelyzeteacutet (faacutezistorziacutetaacutes) A lineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető frekvenciafuumlggő lineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (L C) okozzaacutek

Nemlineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző amplituacutedoacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti Az erősiacutető kimeneteacuten nem kiacutevaacutenatos jeloumlsszetevők jelennek meg Harmonikus torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacutejaacutenak (alapharmonikus) egeacutesz szaacutemuacute toumlbbszoumlroumlsei (felharmonikusok) Modulaacutecioacutes torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacuteinak oumlsszegei eacutes kuumlloumlnbseacutegei A nemlineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető nemlineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (feacutelvezető eszkoumlzoumlk) okozzaacutek

Harmonikus torziacutetaacutesi teacutenyező az oumlsszegzett felharmonikusok effektiacutev eacuterteacutekeacutenek eacutes a teljes jel effektiacutev eacuterteacutekeacutenek az araacutenya -ban kifejezve

223

22

21

223

22

n

nh

UUUU

UUUk

U1rarr az alapharmonikus jel feszuumlltseacutegeacutenek effektiacutev eacuterteacuteke

U2 U3hellipUn rarr a felharmonikus jelek feszuumlltseacutegeinek effektiacutev eacuterteacuteke

4 Erősiacutetők meacuteretezeacutese

Az erősiacutető fokozatok meacuteretezeacutese a műszaki gyakorlatban leegyszerűsiacutetve 3 fő leacutepeacutesből aacutell A meacuteretezeacutes leacutepeacutesei

1 leacutepeacutes az aacuteramkoumlr feleacutepiacuteteacuteseacutenek megtervezeacutese az aacuteramkoumlr megrajzolaacutesa

2 leacutepeacutes munkapont beaacutelliacutetaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

19

3 leacutepeacutes vaacuteltakozoacute aacuteramuacute erősiacutető parameacuteterek meghataacuterozaacutesa

Az eddig taacutergyaltak alapjaacuten tegyuumlnk kiacuteseacuterletet egy kivaacutelasztott erősiacutető alapkapcsolaacutes meacuteretezeacuteseacutere

MEacuteRETEZEacuteSI FELADAT

Veacutegezzuumlk el a 16 aacutebraacuten laacutethatoacute source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető meacuteretezeacuteseacutet

Munkaponti adatok UGS0 = -2 V UDS0 = 8 V ID0 = 14 mA jFET parameacuteterek y21 = 10 mS y22 = 25 microS Egyeacuteb adatok UT = 24 V RG = 200 kΩ Rt = 15 kΩ ug = 25 mV Rg = 25 kΩ Feladatok a) Hataacuterozzuk meg RS eacutes RD eacuterteacutekeacutet b) Hataacuterozzuk meg a fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet c) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet d) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutegeacutet e) Hataacuterozzuk meg Cki eacuterteacutekeacutet uacutegy hogy a kapcsolaacutes alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa =15 Hz legyen (A toumlbbi kapacitaacutes nem szoacutel bele az aacutetvitelbe)

16 aacutebra Source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

20

a) Az aacuteramkoumlroumln bejeloumllt egyenfeszuumlltseacutegek eacutes egyenaacuteramok figyelembeveacuteteleacutevel az oumlsszefuumlggeacutesek feliacuteraacutesaacutehoz az elektrotechnika Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyeit alkalmazzuk (A kapcsolaacutes bemeneteacuten az IG gate aacuteram elhanyagolhatoacute)

SRGS UU 0

kI

UR

D

GSS 431

mA 41

V 2

0

0

kV

I

UUUR

D

RDSTD

S 10mA 41

2V 8V 24

0

0

b) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet a kapcsolaacutes y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacuteből lehet legegyszerűbben meghataacuterozni A helyettesiacutető keacutep a 17 aacutebraacuten laacutethatoacute

17 aacutebra A source kapcsolaacutesuacute erősiacutető y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Ha a bemenet felől illetve a kimenet felől betekintuumlnk a helyettesiacutető neacutegypoacutelusba koumlnnyedeacuten feliacuterhatjuk a bemeneti eacutes a kimeneti ellenaacutellaacutes oumlsszefuumlggeacuteseacutet majd behelyettesiacuteteacutes utaacuten meghataacuterozhatjuk az eacuterteacutekeket

kRr Gbe 200

kS

ky

Rr Dki 825

110

1

22

c) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes meghataacuterozaacutesaacutehoz egy roumlvid levezeteacutes utaacuten eljuthatunk

be

kiut u

uA

tD

sbeski RR

yuyu

2221

1

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

21

152)158(10)(21 kkmSRRyA tkiut

A veacutegeredmeacutenyből laacutethatoacute hogy az erősiacutető faacutezist fordiacutet

d) A kimeneti feszuumlltseacuteg meghataacuterozaacutesaacutehoz előszoumlr fel kell iacuterni a vezeacuterlő generaacutetorboacutel az erősiacutető bemeneteacutere jutoacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteget majd a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes segiacutetseacutegeacutevel kimeneti feszuumlltseacuteggeacute alakiacutetva hataacuterozhatjuk meg a pontos eacuterteacuteket

mVRR

Ruu

gG

Ggbe 2222

k 25k 002

k 002mV 25

VmVuAu beutkit 1612222152

e) A megadott parameacuteterek szerint az erősiacutető alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet csak a Cki kimeneti kapacitaacutes okozza Az erősiacutető helyettesiacutető keacutepeacutenek kimeneti koumlreacuteben (ld 18 aacutebra) a hataacuterfrekvencia definiacutecioacutejaacuteboacutel adoacutedoacute egyenlőseacutegből a hataacuterfrekvencia kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz juthatunk

18 aacutebra Az erősiacutető kimeneti koumlreacutenek kisfrekvenciaacutes helyettesiacutető keacutepe

A feszuumlltseacutegosztaacutes toumlrveacutenyeacutet alkalmazva levezeteacutessel bizonyiacutethatoacute hogy a hataacuterfrekvenciaacuten bekoumlvetkező 3 dB-es erősiacuteteacutes szintcsoumlkkeneacutesneacutel a csatoloacute kondenzaacutetor reaktanciaacuteja eacuterteacutekre megegyezik a koumlruumlloumltte elhelyezkedő ellenaacutellaacutesok eredőjeacutevel

tkitDC RrRRy

Xki

22

1

kiaC Cf

Xki

2

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 46210511080152

1

2

144

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 16: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

15

14 aacutebra Az erősiacutető feleacutepiacuteteacutese a bemenet eacutes a kimenet szempontjaacuteboacutel

A 14 aacutebraacuten megfigyelhető hogy az erősiacutető bemeneti reacuteszeacutet a bemeneti ellenaacutellaacutes keacutepviseli amely terheli a vezeacuterlő generaacutetort Az erősiacutető kimeneti oldala generaacutetorkeacutent foghatoacute fel amelyet a terhelő ellenaacutellaacutes terhel

Elmeacuteleti meacuteretezeacutesekneacutel a pontos oumlsszefuumlggeacuteseket az erősiacutető teljes helyettesiacutető keacutepe alapjaacuten lehet feliacuterni

3 Egyeacuteb erősiacutető jellemzők

Az erősiacutetők gyakorlati alkalmazaacutesa egyeacuteb jellemzők ismereteacutet is megkoumlveteli Ezek koumlzuumll a legfontosabbak a koumlvetkezők frekvenciamenet hataacuterfrekvenciaacutek saacutevszeacutelesseacuteg zajteacutenyező torziacutetaacutesi teacutenyezők

Frekvenciamenet az erősiacutető frekvencia-aacutetviteleacutere jellemző diagram amely a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes frekvenciafuumlggeacuteseacutet szemleacutelteti

Hataacuterfrekvenciaacutek (fa ff) azon keacutet frekvencia amelyekneacutel az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacutese a koumlzepes frekvenciaacuten (fk) meacutert erősiacuteteacutes 707 -a illetve az erősiacuteteacutes 3 dB-lel kisebb mint a koumlzepes frekvenciaacuten meacutert erősiacuteteacutes dB-ben A keacutet hataacuterfrekvencia fa alsoacute- ff felső hataacuterfrekvencia A műszaki gyakorlatban az erősiacutetők alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet leginkaacutebb a laacutethatoacute csatoloacute kondenzaacutetorok kapacitaacutesai (Cbe Cki) okozzaacutek A 3 dB-es erősiacuteteacutescsoumlkkeneacutesből matematikailag az alaacutebbi oumlsszefuumlggeacutesek vezethetők le

gbeC RrXbe

gbea

be RrfC

2

1

tkiC RrXki

tkiaki Rrf

C

2

1

A felső hataacuterfrekvenciaacutet doumlntően a laacutethatatlan szoacutert- szereleacutesi- eacutes reacutetegkapacitaacutesok okozzaacutek

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

16

Saacutevszeacutelesseacuteg (B) az alsoacute- eacutes a felső hataacuterfrekvenciaacutek koumlzoumltti frekvenciatartomaacuteny

af ffB

A 15 aacutebra szemleacutelteti egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciameneteacutet saacutevszeacutelesseacutegeacutet alsoacute- eacutes felső hataacuterfrekvenciaacutejaacutet

15 aacutebra Egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciamenete

A 15 aacutebraacuten megfigyelhető egy gyakorlati szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciafuumlggeacutese hataacuterfrekvenciaacutei koumlzepes frekvenciaacuteja eacutes saacutevszeacutelesseacutege

A műszaki gyakorlatban alkalmazott erősiacutetőkkel szemben elvaacuteraacutes hogy a műkoumldeacutesi tartomaacutenyban a bemeneti eacutes kimeneti jel alakja ne teacuterjen el egymaacutestoacutel A valoacutesaacutegban felleacutepő zajok zavarok torziacutetaacutesokat okoznak a felerősiacutetett jel alakjaacuteban

A tovaacutebbiakban megvizsgaacuteljuk a zajok eacutes torziacutetaacutesok erősiacutetőkre gyakorolt hataacutesait a zajok eacutes torziacutetaacutesok legfontosabb jellemzőit

Jel a hasznos informaacutecioacutet tartalmazoacute feszuumlltseacuteg vagy aacuteram meghataacuterozott időfuumlggveacuteny szerinti vaacuteltozaacutesa

Zaj zavaroacute jelek oumlsszesseacutege melynek időfuumlggveacutenye szabaacutelytalan s hasznos informaacutecioacutet nem tartalmaz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

17

Az erősiacutetőkben keletkező zajokat doumlntő meacuterteacutekben a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen mozgaacutesa okozza Az ilyen zajok felleacutepnek az erősiacutető ohmos jellegű ellenaacutellaacutesaiban eacutes aktiacutev eszkoumlzeiben egyaraacutent Fajtaacutei

Termikus zaj a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen hőmozgaacutesa miatt felleacutepő zaj Eacuterteacutekeacutet aacutetlagos zajteljesiacutetmeacutenykeacutent zajfeszuumlltseacutegkeacutent vagy zajaacuteramkeacutent adjaacutek meg

Soumlreacutetzaj feacutelvezetőkben a toumllteacuteshordozoacutek PN aacutetmeneten toumlrteacutenő aacutethaladaacutesaacutenaacutel keletkezik Kisfrekvenciaacuten főleg a Zener dioacutedaacuteknaacutel jelentős

Villoacutedzaacutesi zaj (flicker-zaj) aktiacutev eacutes passziacutev aacuteramkoumlri elemeken a gyaacutertaacutestechnoloacutegia koumlvetkezteacuteben felleacutepő zaj Kisfrekvenciaacuten leginkaacutebb a MOSFET-ekneacutel veszeacutelyes

Jelzaj viszony a jelteljesiacutetmeacuteny eacutes a zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve Az erősiacutető zajossaacutegaacutenak egyik szaacutemszerű jellemzője (Angol roumlvidiacuteteacutessel SNR vagy SN rarr Signal to Noise Ratio)

dBlg10

dB

zaj

jel

zaj

jel

P

P

P

P

A keacutepletben Pjel rarr jelteljesiacutetmeacuteny Pzaj rarr zajteljesiacutetmeacuteny

Zajteacutenyező az erősiacutető bemeneteacutere eacutes kimeneteacutere vonatkoztatott jelzaj viszonyok haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dB1

lg10lg10e

dB

bzaj

kizaj

p

kizaj

kijel

bezaj

bejel

P

P

A

P

P

P

P

F

A keacutepletben AP rarr az erősiacutető teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutese

Zajszint a hangossaacuteg eacuterzeacutekeleacuteseacutehez tartozoacute jellemző amely a meacutert zajteljesiacutetmeacuteny eacutes a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dBlg100

dB

zaj

zaj

P

Pd

A keacutepletben viszonyiacutetaacutesi alapkeacutent a Pzaj0 rarr a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz (1 kHz-neacutel 10-12 Wm2) tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny szerepel

Eacuterdekesseacuteg a zajszint emberi szervezetre gyakorolt hataacutesa a hangossaacuteg fuumlggveacutenyeacuteben a koumlvetkező

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

18

- 30 dB zajszint rarr pszicheacutes - 65 dB zajszint rarr vegetatiacutev - 90 dB zajszint rarr halloacuteszervi - 120 dB zajszint rarr faacutejdalomkuumlszoumlb - 120 -130 dB zajszint rarr maradandoacute hallaacuteskaacuterosodaacutes - 160 dB zajszint rarr dobhaacutertyarepedeacutes - 175 dB zajszint rarr halaacutelos koumlvetkezmeacutenyű

Torziacutetaacutes erősiacutetőkben felleacutepő jelenseacuteg melynek hataacutesaacutera a vezeacuterlő analoacuteg jel időfuumlggveacutenyeacutenek tulajdonsaacutegai a kimenetre eacuterve nem kiacutevaacutent moacutedon megvaacuteltoznak Maacuteskeacutent fogalmazva a jel spektrumaacuteban talaacutelhatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute oumlsszetevők erősiacuteteacuteskor moacutedosulnak A torzulaacutesok meacuterteacutekeacutet a vezeacuterlő analoacuteg jel frekvenciaacuteja eacutes amplituacutedoacuteja befolyaacutesolja

Lineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti (frekvenciatorziacutetaacutes) illetve moacutedosiacutetja a jel komponenseinek egymaacuteshoz viszonyiacutetott faacutezishelyzeteacutet (faacutezistorziacutetaacutes) A lineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető frekvenciafuumlggő lineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (L C) okozzaacutek

Nemlineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző amplituacutedoacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti Az erősiacutető kimeneteacuten nem kiacutevaacutenatos jeloumlsszetevők jelennek meg Harmonikus torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacutejaacutenak (alapharmonikus) egeacutesz szaacutemuacute toumlbbszoumlroumlsei (felharmonikusok) Modulaacutecioacutes torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacuteinak oumlsszegei eacutes kuumlloumlnbseacutegei A nemlineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető nemlineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (feacutelvezető eszkoumlzoumlk) okozzaacutek

Harmonikus torziacutetaacutesi teacutenyező az oumlsszegzett felharmonikusok effektiacutev eacuterteacutekeacutenek eacutes a teljes jel effektiacutev eacuterteacutekeacutenek az araacutenya -ban kifejezve

223

22

21

223

22

n

nh

UUUU

UUUk

U1rarr az alapharmonikus jel feszuumlltseacutegeacutenek effektiacutev eacuterteacuteke

U2 U3hellipUn rarr a felharmonikus jelek feszuumlltseacutegeinek effektiacutev eacuterteacuteke

4 Erősiacutetők meacuteretezeacutese

Az erősiacutető fokozatok meacuteretezeacutese a műszaki gyakorlatban leegyszerűsiacutetve 3 fő leacutepeacutesből aacutell A meacuteretezeacutes leacutepeacutesei

1 leacutepeacutes az aacuteramkoumlr feleacutepiacuteteacuteseacutenek megtervezeacutese az aacuteramkoumlr megrajzolaacutesa

2 leacutepeacutes munkapont beaacutelliacutetaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

19

3 leacutepeacutes vaacuteltakozoacute aacuteramuacute erősiacutető parameacuteterek meghataacuterozaacutesa

Az eddig taacutergyaltak alapjaacuten tegyuumlnk kiacuteseacuterletet egy kivaacutelasztott erősiacutető alapkapcsolaacutes meacuteretezeacuteseacutere

MEacuteRETEZEacuteSI FELADAT

Veacutegezzuumlk el a 16 aacutebraacuten laacutethatoacute source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető meacuteretezeacuteseacutet

Munkaponti adatok UGS0 = -2 V UDS0 = 8 V ID0 = 14 mA jFET parameacuteterek y21 = 10 mS y22 = 25 microS Egyeacuteb adatok UT = 24 V RG = 200 kΩ Rt = 15 kΩ ug = 25 mV Rg = 25 kΩ Feladatok a) Hataacuterozzuk meg RS eacutes RD eacuterteacutekeacutet b) Hataacuterozzuk meg a fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet c) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet d) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutegeacutet e) Hataacuterozzuk meg Cki eacuterteacutekeacutet uacutegy hogy a kapcsolaacutes alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa =15 Hz legyen (A toumlbbi kapacitaacutes nem szoacutel bele az aacutetvitelbe)

16 aacutebra Source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

20

a) Az aacuteramkoumlroumln bejeloumllt egyenfeszuumlltseacutegek eacutes egyenaacuteramok figyelembeveacuteteleacutevel az oumlsszefuumlggeacutesek feliacuteraacutesaacutehoz az elektrotechnika Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyeit alkalmazzuk (A kapcsolaacutes bemeneteacuten az IG gate aacuteram elhanyagolhatoacute)

SRGS UU 0

kI

UR

D

GSS 431

mA 41

V 2

0

0

kV

I

UUUR

D

RDSTD

S 10mA 41

2V 8V 24

0

0

b) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet a kapcsolaacutes y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacuteből lehet legegyszerűbben meghataacuterozni A helyettesiacutető keacutep a 17 aacutebraacuten laacutethatoacute

17 aacutebra A source kapcsolaacutesuacute erősiacutető y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Ha a bemenet felől illetve a kimenet felől betekintuumlnk a helyettesiacutető neacutegypoacutelusba koumlnnyedeacuten feliacuterhatjuk a bemeneti eacutes a kimeneti ellenaacutellaacutes oumlsszefuumlggeacuteseacutet majd behelyettesiacuteteacutes utaacuten meghataacuterozhatjuk az eacuterteacutekeket

kRr Gbe 200

kS

ky

Rr Dki 825

110

1

22

c) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes meghataacuterozaacutesaacutehoz egy roumlvid levezeteacutes utaacuten eljuthatunk

be

kiut u

uA

tD

sbeski RR

yuyu

2221

1

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

21

152)158(10)(21 kkmSRRyA tkiut

A veacutegeredmeacutenyből laacutethatoacute hogy az erősiacutető faacutezist fordiacutet

d) A kimeneti feszuumlltseacuteg meghataacuterozaacutesaacutehoz előszoumlr fel kell iacuterni a vezeacuterlő generaacutetorboacutel az erősiacutető bemeneteacutere jutoacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteget majd a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes segiacutetseacutegeacutevel kimeneti feszuumlltseacuteggeacute alakiacutetva hataacuterozhatjuk meg a pontos eacuterteacuteket

mVRR

Ruu

gG

Ggbe 2222

k 25k 002

k 002mV 25

VmVuAu beutkit 1612222152

e) A megadott parameacuteterek szerint az erősiacutető alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet csak a Cki kimeneti kapacitaacutes okozza Az erősiacutető helyettesiacutető keacutepeacutenek kimeneti koumlreacuteben (ld 18 aacutebra) a hataacuterfrekvencia definiacutecioacutejaacuteboacutel adoacutedoacute egyenlőseacutegből a hataacuterfrekvencia kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz juthatunk

18 aacutebra Az erősiacutető kimeneti koumlreacutenek kisfrekvenciaacutes helyettesiacutető keacutepe

A feszuumlltseacutegosztaacutes toumlrveacutenyeacutet alkalmazva levezeteacutessel bizonyiacutethatoacute hogy a hataacuterfrekvenciaacuten bekoumlvetkező 3 dB-es erősiacuteteacutes szintcsoumlkkeneacutesneacutel a csatoloacute kondenzaacutetor reaktanciaacuteja eacuterteacutekre megegyezik a koumlruumlloumltte elhelyezkedő ellenaacutellaacutesok eredőjeacutevel

tkitDC RrRRy

Xki

22

1

kiaC Cf

Xki

2

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 46210511080152

1

2

144

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 17: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

16

Saacutevszeacutelesseacuteg (B) az alsoacute- eacutes a felső hataacuterfrekvenciaacutek koumlzoumltti frekvenciatartomaacuteny

af ffB

A 15 aacutebra szemleacutelteti egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciameneteacutet saacutevszeacutelesseacutegeacutet alsoacute- eacutes felső hataacuterfrekvenciaacutejaacutet

15 aacutebra Egy szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciamenete

A 15 aacutebraacuten megfigyelhető egy gyakorlati szeacutelessaacutevuacute erősiacutető frekvenciafuumlggeacutese hataacuterfrekvenciaacutei koumlzepes frekvenciaacuteja eacutes saacutevszeacutelesseacutege

A műszaki gyakorlatban alkalmazott erősiacutetőkkel szemben elvaacuteraacutes hogy a műkoumldeacutesi tartomaacutenyban a bemeneti eacutes kimeneti jel alakja ne teacuterjen el egymaacutestoacutel A valoacutesaacutegban felleacutepő zajok zavarok torziacutetaacutesokat okoznak a felerősiacutetett jel alakjaacuteban

A tovaacutebbiakban megvizsgaacuteljuk a zajok eacutes torziacutetaacutesok erősiacutetőkre gyakorolt hataacutesait a zajok eacutes torziacutetaacutesok legfontosabb jellemzőit

Jel a hasznos informaacutecioacutet tartalmazoacute feszuumlltseacuteg vagy aacuteram meghataacuterozott időfuumlggveacuteny szerinti vaacuteltozaacutesa

Zaj zavaroacute jelek oumlsszesseacutege melynek időfuumlggveacutenye szabaacutelytalan s hasznos informaacutecioacutet nem tartalmaz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

17

Az erősiacutetőkben keletkező zajokat doumlntő meacuterteacutekben a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen mozgaacutesa okozza Az ilyen zajok felleacutepnek az erősiacutető ohmos jellegű ellenaacutellaacutesaiban eacutes aktiacutev eszkoumlzeiben egyaraacutent Fajtaacutei

Termikus zaj a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen hőmozgaacutesa miatt felleacutepő zaj Eacuterteacutekeacutet aacutetlagos zajteljesiacutetmeacutenykeacutent zajfeszuumlltseacutegkeacutent vagy zajaacuteramkeacutent adjaacutek meg

Soumlreacutetzaj feacutelvezetőkben a toumllteacuteshordozoacutek PN aacutetmeneten toumlrteacutenő aacutethaladaacutesaacutenaacutel keletkezik Kisfrekvenciaacuten főleg a Zener dioacutedaacuteknaacutel jelentős

Villoacutedzaacutesi zaj (flicker-zaj) aktiacutev eacutes passziacutev aacuteramkoumlri elemeken a gyaacutertaacutestechnoloacutegia koumlvetkezteacuteben felleacutepő zaj Kisfrekvenciaacuten leginkaacutebb a MOSFET-ekneacutel veszeacutelyes

Jelzaj viszony a jelteljesiacutetmeacuteny eacutes a zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve Az erősiacutető zajossaacutegaacutenak egyik szaacutemszerű jellemzője (Angol roumlvidiacuteteacutessel SNR vagy SN rarr Signal to Noise Ratio)

dBlg10

dB

zaj

jel

zaj

jel

P

P

P

P

A keacutepletben Pjel rarr jelteljesiacutetmeacuteny Pzaj rarr zajteljesiacutetmeacuteny

Zajteacutenyező az erősiacutető bemeneteacutere eacutes kimeneteacutere vonatkoztatott jelzaj viszonyok haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dB1

lg10lg10e

dB

bzaj

kizaj

p

kizaj

kijel

bezaj

bejel

P

P

A

P

P

P

P

F

A keacutepletben AP rarr az erősiacutető teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutese

Zajszint a hangossaacuteg eacuterzeacutekeleacuteseacutehez tartozoacute jellemző amely a meacutert zajteljesiacutetmeacuteny eacutes a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dBlg100

dB

zaj

zaj

P

Pd

A keacutepletben viszonyiacutetaacutesi alapkeacutent a Pzaj0 rarr a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz (1 kHz-neacutel 10-12 Wm2) tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny szerepel

Eacuterdekesseacuteg a zajszint emberi szervezetre gyakorolt hataacutesa a hangossaacuteg fuumlggveacutenyeacuteben a koumlvetkező

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

18

- 30 dB zajszint rarr pszicheacutes - 65 dB zajszint rarr vegetatiacutev - 90 dB zajszint rarr halloacuteszervi - 120 dB zajszint rarr faacutejdalomkuumlszoumlb - 120 -130 dB zajszint rarr maradandoacute hallaacuteskaacuterosodaacutes - 160 dB zajszint rarr dobhaacutertyarepedeacutes - 175 dB zajszint rarr halaacutelos koumlvetkezmeacutenyű

Torziacutetaacutes erősiacutetőkben felleacutepő jelenseacuteg melynek hataacutesaacutera a vezeacuterlő analoacuteg jel időfuumlggveacutenyeacutenek tulajdonsaacutegai a kimenetre eacuterve nem kiacutevaacutent moacutedon megvaacuteltoznak Maacuteskeacutent fogalmazva a jel spektrumaacuteban talaacutelhatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute oumlsszetevők erősiacuteteacuteskor moacutedosulnak A torzulaacutesok meacuterteacutekeacutet a vezeacuterlő analoacuteg jel frekvenciaacuteja eacutes amplituacutedoacuteja befolyaacutesolja

Lineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti (frekvenciatorziacutetaacutes) illetve moacutedosiacutetja a jel komponenseinek egymaacuteshoz viszonyiacutetott faacutezishelyzeteacutet (faacutezistorziacutetaacutes) A lineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető frekvenciafuumlggő lineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (L C) okozzaacutek

Nemlineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző amplituacutedoacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti Az erősiacutető kimeneteacuten nem kiacutevaacutenatos jeloumlsszetevők jelennek meg Harmonikus torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacutejaacutenak (alapharmonikus) egeacutesz szaacutemuacute toumlbbszoumlroumlsei (felharmonikusok) Modulaacutecioacutes torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacuteinak oumlsszegei eacutes kuumlloumlnbseacutegei A nemlineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető nemlineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (feacutelvezető eszkoumlzoumlk) okozzaacutek

Harmonikus torziacutetaacutesi teacutenyező az oumlsszegzett felharmonikusok effektiacutev eacuterteacutekeacutenek eacutes a teljes jel effektiacutev eacuterteacutekeacutenek az araacutenya -ban kifejezve

223

22

21

223

22

n

nh

UUUU

UUUk

U1rarr az alapharmonikus jel feszuumlltseacutegeacutenek effektiacutev eacuterteacuteke

U2 U3hellipUn rarr a felharmonikus jelek feszuumlltseacutegeinek effektiacutev eacuterteacuteke

4 Erősiacutetők meacuteretezeacutese

Az erősiacutető fokozatok meacuteretezeacutese a műszaki gyakorlatban leegyszerűsiacutetve 3 fő leacutepeacutesből aacutell A meacuteretezeacutes leacutepeacutesei

1 leacutepeacutes az aacuteramkoumlr feleacutepiacuteteacuteseacutenek megtervezeacutese az aacuteramkoumlr megrajzolaacutesa

2 leacutepeacutes munkapont beaacutelliacutetaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

19

3 leacutepeacutes vaacuteltakozoacute aacuteramuacute erősiacutető parameacuteterek meghataacuterozaacutesa

Az eddig taacutergyaltak alapjaacuten tegyuumlnk kiacuteseacuterletet egy kivaacutelasztott erősiacutető alapkapcsolaacutes meacuteretezeacuteseacutere

MEacuteRETEZEacuteSI FELADAT

Veacutegezzuumlk el a 16 aacutebraacuten laacutethatoacute source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető meacuteretezeacuteseacutet

Munkaponti adatok UGS0 = -2 V UDS0 = 8 V ID0 = 14 mA jFET parameacuteterek y21 = 10 mS y22 = 25 microS Egyeacuteb adatok UT = 24 V RG = 200 kΩ Rt = 15 kΩ ug = 25 mV Rg = 25 kΩ Feladatok a) Hataacuterozzuk meg RS eacutes RD eacuterteacutekeacutet b) Hataacuterozzuk meg a fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet c) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet d) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutegeacutet e) Hataacuterozzuk meg Cki eacuterteacutekeacutet uacutegy hogy a kapcsolaacutes alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa =15 Hz legyen (A toumlbbi kapacitaacutes nem szoacutel bele az aacutetvitelbe)

16 aacutebra Source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

20

a) Az aacuteramkoumlroumln bejeloumllt egyenfeszuumlltseacutegek eacutes egyenaacuteramok figyelembeveacuteteleacutevel az oumlsszefuumlggeacutesek feliacuteraacutesaacutehoz az elektrotechnika Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyeit alkalmazzuk (A kapcsolaacutes bemeneteacuten az IG gate aacuteram elhanyagolhatoacute)

SRGS UU 0

kI

UR

D

GSS 431

mA 41

V 2

0

0

kV

I

UUUR

D

RDSTD

S 10mA 41

2V 8V 24

0

0

b) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet a kapcsolaacutes y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacuteből lehet legegyszerűbben meghataacuterozni A helyettesiacutető keacutep a 17 aacutebraacuten laacutethatoacute

17 aacutebra A source kapcsolaacutesuacute erősiacutető y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Ha a bemenet felől illetve a kimenet felől betekintuumlnk a helyettesiacutető neacutegypoacutelusba koumlnnyedeacuten feliacuterhatjuk a bemeneti eacutes a kimeneti ellenaacutellaacutes oumlsszefuumlggeacuteseacutet majd behelyettesiacuteteacutes utaacuten meghataacuterozhatjuk az eacuterteacutekeket

kRr Gbe 200

kS

ky

Rr Dki 825

110

1

22

c) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes meghataacuterozaacutesaacutehoz egy roumlvid levezeteacutes utaacuten eljuthatunk

be

kiut u

uA

tD

sbeski RR

yuyu

2221

1

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

21

152)158(10)(21 kkmSRRyA tkiut

A veacutegeredmeacutenyből laacutethatoacute hogy az erősiacutető faacutezist fordiacutet

d) A kimeneti feszuumlltseacuteg meghataacuterozaacutesaacutehoz előszoumlr fel kell iacuterni a vezeacuterlő generaacutetorboacutel az erősiacutető bemeneteacutere jutoacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteget majd a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes segiacutetseacutegeacutevel kimeneti feszuumlltseacuteggeacute alakiacutetva hataacuterozhatjuk meg a pontos eacuterteacuteket

mVRR

Ruu

gG

Ggbe 2222

k 25k 002

k 002mV 25

VmVuAu beutkit 1612222152

e) A megadott parameacuteterek szerint az erősiacutető alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet csak a Cki kimeneti kapacitaacutes okozza Az erősiacutető helyettesiacutető keacutepeacutenek kimeneti koumlreacuteben (ld 18 aacutebra) a hataacuterfrekvencia definiacutecioacutejaacuteboacutel adoacutedoacute egyenlőseacutegből a hataacuterfrekvencia kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz juthatunk

18 aacutebra Az erősiacutető kimeneti koumlreacutenek kisfrekvenciaacutes helyettesiacutető keacutepe

A feszuumlltseacutegosztaacutes toumlrveacutenyeacutet alkalmazva levezeteacutessel bizonyiacutethatoacute hogy a hataacuterfrekvenciaacuten bekoumlvetkező 3 dB-es erősiacuteteacutes szintcsoumlkkeneacutesneacutel a csatoloacute kondenzaacutetor reaktanciaacuteja eacuterteacutekre megegyezik a koumlruumlloumltte elhelyezkedő ellenaacutellaacutesok eredőjeacutevel

tkitDC RrRRy

Xki

22

1

kiaC Cf

Xki

2

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 46210511080152

1

2

144

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 18: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

17

Az erősiacutetőkben keletkező zajokat doumlntő meacuterteacutekben a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen mozgaacutesa okozza Az ilyen zajok felleacutepnek az erősiacutető ohmos jellegű ellenaacutellaacutesaiban eacutes aktiacutev eszkoumlzeiben egyaraacutent Fajtaacutei

Termikus zaj a toumllteacuteshordozoacutek rendezetlen hőmozgaacutesa miatt felleacutepő zaj Eacuterteacutekeacutet aacutetlagos zajteljesiacutetmeacutenykeacutent zajfeszuumlltseacutegkeacutent vagy zajaacuteramkeacutent adjaacutek meg

Soumlreacutetzaj feacutelvezetőkben a toumllteacuteshordozoacutek PN aacutetmeneten toumlrteacutenő aacutethaladaacutesaacutenaacutel keletkezik Kisfrekvenciaacuten főleg a Zener dioacutedaacuteknaacutel jelentős

Villoacutedzaacutesi zaj (flicker-zaj) aktiacutev eacutes passziacutev aacuteramkoumlri elemeken a gyaacutertaacutestechnoloacutegia koumlvetkezteacuteben felleacutepő zaj Kisfrekvenciaacuten leginkaacutebb a MOSFET-ekneacutel veszeacutelyes

Jelzaj viszony a jelteljesiacutetmeacuteny eacutes a zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve Az erősiacutető zajossaacutegaacutenak egyik szaacutemszerű jellemzője (Angol roumlvidiacuteteacutessel SNR vagy SN rarr Signal to Noise Ratio)

dBlg10

dB

zaj

jel

zaj

jel

P

P

P

P

A keacutepletben Pjel rarr jelteljesiacutetmeacuteny Pzaj rarr zajteljesiacutetmeacuteny

Zajteacutenyező az erősiacutető bemeneteacutere eacutes kimeneteacutere vonatkoztatott jelzaj viszonyok haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dB1

lg10lg10e

dB

bzaj

kizaj

p

kizaj

kijel

bezaj

bejel

P

P

A

P

P

P

P

F

A keacutepletben AP rarr az erősiacutető teljesiacutetmeacutenyerősiacuteteacutese

Zajszint a hangossaacuteg eacuterzeacutekeleacuteseacutehez tartozoacute jellemző amely a meacutert zajteljesiacutetmeacuteny eacutes a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny haacutenyadosa dB-ben kifejezve

dBlg100

dB

zaj

zaj

P

Pd

A keacutepletben viszonyiacutetaacutesi alapkeacutent a Pzaj0 rarr a hallaacuteskuumlszoumlb hangintenzitaacutesaacutehoz (1 kHz-neacutel 10-12 Wm2) tartozoacute zajteljesiacutetmeacuteny szerepel

Eacuterdekesseacuteg a zajszint emberi szervezetre gyakorolt hataacutesa a hangossaacuteg fuumlggveacutenyeacuteben a koumlvetkező

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

18

- 30 dB zajszint rarr pszicheacutes - 65 dB zajszint rarr vegetatiacutev - 90 dB zajszint rarr halloacuteszervi - 120 dB zajszint rarr faacutejdalomkuumlszoumlb - 120 -130 dB zajszint rarr maradandoacute hallaacuteskaacuterosodaacutes - 160 dB zajszint rarr dobhaacutertyarepedeacutes - 175 dB zajszint rarr halaacutelos koumlvetkezmeacutenyű

Torziacutetaacutes erősiacutetőkben felleacutepő jelenseacuteg melynek hataacutesaacutera a vezeacuterlő analoacuteg jel időfuumlggveacutenyeacutenek tulajdonsaacutegai a kimenetre eacuterve nem kiacutevaacutent moacutedon megvaacuteltoznak Maacuteskeacutent fogalmazva a jel spektrumaacuteban talaacutelhatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute oumlsszetevők erősiacuteteacuteskor moacutedosulnak A torzulaacutesok meacuterteacutekeacutet a vezeacuterlő analoacuteg jel frekvenciaacuteja eacutes amplituacutedoacuteja befolyaacutesolja

Lineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti (frekvenciatorziacutetaacutes) illetve moacutedosiacutetja a jel komponenseinek egymaacuteshoz viszonyiacutetott faacutezishelyzeteacutet (faacutezistorziacutetaacutes) A lineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető frekvenciafuumlggő lineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (L C) okozzaacutek

Nemlineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző amplituacutedoacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti Az erősiacutető kimeneteacuten nem kiacutevaacutenatos jeloumlsszetevők jelennek meg Harmonikus torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacutejaacutenak (alapharmonikus) egeacutesz szaacutemuacute toumlbbszoumlroumlsei (felharmonikusok) Modulaacutecioacutes torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacuteinak oumlsszegei eacutes kuumlloumlnbseacutegei A nemlineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető nemlineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (feacutelvezető eszkoumlzoumlk) okozzaacutek

Harmonikus torziacutetaacutesi teacutenyező az oumlsszegzett felharmonikusok effektiacutev eacuterteacutekeacutenek eacutes a teljes jel effektiacutev eacuterteacutekeacutenek az araacutenya -ban kifejezve

223

22

21

223

22

n

nh

UUUU

UUUk

U1rarr az alapharmonikus jel feszuumlltseacutegeacutenek effektiacutev eacuterteacuteke

U2 U3hellipUn rarr a felharmonikus jelek feszuumlltseacutegeinek effektiacutev eacuterteacuteke

4 Erősiacutetők meacuteretezeacutese

Az erősiacutető fokozatok meacuteretezeacutese a műszaki gyakorlatban leegyszerűsiacutetve 3 fő leacutepeacutesből aacutell A meacuteretezeacutes leacutepeacutesei

1 leacutepeacutes az aacuteramkoumlr feleacutepiacuteteacuteseacutenek megtervezeacutese az aacuteramkoumlr megrajzolaacutesa

2 leacutepeacutes munkapont beaacutelliacutetaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

19

3 leacutepeacutes vaacuteltakozoacute aacuteramuacute erősiacutető parameacuteterek meghataacuterozaacutesa

Az eddig taacutergyaltak alapjaacuten tegyuumlnk kiacuteseacuterletet egy kivaacutelasztott erősiacutető alapkapcsolaacutes meacuteretezeacuteseacutere

MEacuteRETEZEacuteSI FELADAT

Veacutegezzuumlk el a 16 aacutebraacuten laacutethatoacute source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető meacuteretezeacuteseacutet

Munkaponti adatok UGS0 = -2 V UDS0 = 8 V ID0 = 14 mA jFET parameacuteterek y21 = 10 mS y22 = 25 microS Egyeacuteb adatok UT = 24 V RG = 200 kΩ Rt = 15 kΩ ug = 25 mV Rg = 25 kΩ Feladatok a) Hataacuterozzuk meg RS eacutes RD eacuterteacutekeacutet b) Hataacuterozzuk meg a fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet c) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet d) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutegeacutet e) Hataacuterozzuk meg Cki eacuterteacutekeacutet uacutegy hogy a kapcsolaacutes alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa =15 Hz legyen (A toumlbbi kapacitaacutes nem szoacutel bele az aacutetvitelbe)

16 aacutebra Source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

20

a) Az aacuteramkoumlroumln bejeloumllt egyenfeszuumlltseacutegek eacutes egyenaacuteramok figyelembeveacuteteleacutevel az oumlsszefuumlggeacutesek feliacuteraacutesaacutehoz az elektrotechnika Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyeit alkalmazzuk (A kapcsolaacutes bemeneteacuten az IG gate aacuteram elhanyagolhatoacute)

SRGS UU 0

kI

UR

D

GSS 431

mA 41

V 2

0

0

kV

I

UUUR

D

RDSTD

S 10mA 41

2V 8V 24

0

0

b) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet a kapcsolaacutes y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacuteből lehet legegyszerűbben meghataacuterozni A helyettesiacutető keacutep a 17 aacutebraacuten laacutethatoacute

17 aacutebra A source kapcsolaacutesuacute erősiacutető y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Ha a bemenet felől illetve a kimenet felől betekintuumlnk a helyettesiacutető neacutegypoacutelusba koumlnnyedeacuten feliacuterhatjuk a bemeneti eacutes a kimeneti ellenaacutellaacutes oumlsszefuumlggeacuteseacutet majd behelyettesiacuteteacutes utaacuten meghataacuterozhatjuk az eacuterteacutekeket

kRr Gbe 200

kS

ky

Rr Dki 825

110

1

22

c) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes meghataacuterozaacutesaacutehoz egy roumlvid levezeteacutes utaacuten eljuthatunk

be

kiut u

uA

tD

sbeski RR

yuyu

2221

1

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

21

152)158(10)(21 kkmSRRyA tkiut

A veacutegeredmeacutenyből laacutethatoacute hogy az erősiacutető faacutezist fordiacutet

d) A kimeneti feszuumlltseacuteg meghataacuterozaacutesaacutehoz előszoumlr fel kell iacuterni a vezeacuterlő generaacutetorboacutel az erősiacutető bemeneteacutere jutoacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteget majd a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes segiacutetseacutegeacutevel kimeneti feszuumlltseacuteggeacute alakiacutetva hataacuterozhatjuk meg a pontos eacuterteacuteket

mVRR

Ruu

gG

Ggbe 2222

k 25k 002

k 002mV 25

VmVuAu beutkit 1612222152

e) A megadott parameacuteterek szerint az erősiacutető alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet csak a Cki kimeneti kapacitaacutes okozza Az erősiacutető helyettesiacutető keacutepeacutenek kimeneti koumlreacuteben (ld 18 aacutebra) a hataacuterfrekvencia definiacutecioacutejaacuteboacutel adoacutedoacute egyenlőseacutegből a hataacuterfrekvencia kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz juthatunk

18 aacutebra Az erősiacutető kimeneti koumlreacutenek kisfrekvenciaacutes helyettesiacutető keacutepe

A feszuumlltseacutegosztaacutes toumlrveacutenyeacutet alkalmazva levezeteacutessel bizonyiacutethatoacute hogy a hataacuterfrekvenciaacuten bekoumlvetkező 3 dB-es erősiacuteteacutes szintcsoumlkkeneacutesneacutel a csatoloacute kondenzaacutetor reaktanciaacuteja eacuterteacutekre megegyezik a koumlruumlloumltte elhelyezkedő ellenaacutellaacutesok eredőjeacutevel

tkitDC RrRRy

Xki

22

1

kiaC Cf

Xki

2

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 46210511080152

1

2

144

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 19: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

18

- 30 dB zajszint rarr pszicheacutes - 65 dB zajszint rarr vegetatiacutev - 90 dB zajszint rarr halloacuteszervi - 120 dB zajszint rarr faacutejdalomkuumlszoumlb - 120 -130 dB zajszint rarr maradandoacute hallaacuteskaacuterosodaacutes - 160 dB zajszint rarr dobhaacutertyarepedeacutes - 175 dB zajszint rarr halaacutelos koumlvetkezmeacutenyű

Torziacutetaacutes erősiacutetőkben felleacutepő jelenseacuteg melynek hataacutesaacutera a vezeacuterlő analoacuteg jel időfuumlggveacutenyeacutenek tulajdonsaacutegai a kimenetre eacuterve nem kiacutevaacutent moacutedon megvaacuteltoznak Maacuteskeacutent fogalmazva a jel spektrumaacuteban talaacutelhatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute oumlsszetevők erősiacuteteacuteskor moacutedosulnak A torzulaacutesok meacuterteacutekeacutet a vezeacuterlő analoacuteg jel frekvenciaacuteja eacutes amplituacutedoacuteja befolyaacutesolja

Lineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti (frekvenciatorziacutetaacutes) illetve moacutedosiacutetja a jel komponenseinek egymaacuteshoz viszonyiacutetott faacutezishelyzeteacutet (faacutezistorziacutetaacutes) A lineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető frekvenciafuumlggő lineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (L C) okozzaacutek

Nemlineaacuteris torziacutetaacutesok az erősiacutető a kuumlloumlnboumlző amplituacutedoacutejuacute jeleket nem egyforma meacuterteacutekben erősiacuteti Az erősiacutető kimeneteacuten nem kiacutevaacutenatos jeloumlsszetevők jelennek meg Harmonikus torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacutejaacutenak (alapharmonikus) egeacutesz szaacutemuacute toumlbbszoumlroumlsei (felharmonikusok) Modulaacutecioacutes torziacutetaacutes a kimeneten megjelenő jeloumlsszetevők frekvenciaacutei a bemeneti jeloumlsszetevők frekvenciaacuteinak oumlsszegei eacutes kuumlloumlnbseacutegei A nemlineaacuteris torziacutetaacutesokat az erősiacutető nemlineaacuteris karakterisztikaacutejuacute elemei (feacutelvezető eszkoumlzoumlk) okozzaacutek

Harmonikus torziacutetaacutesi teacutenyező az oumlsszegzett felharmonikusok effektiacutev eacuterteacutekeacutenek eacutes a teljes jel effektiacutev eacuterteacutekeacutenek az araacutenya -ban kifejezve

223

22

21

223

22

n

nh

UUUU

UUUk

U1rarr az alapharmonikus jel feszuumlltseacutegeacutenek effektiacutev eacuterteacuteke

U2 U3hellipUn rarr a felharmonikus jelek feszuumlltseacutegeinek effektiacutev eacuterteacuteke

4 Erősiacutetők meacuteretezeacutese

Az erősiacutető fokozatok meacuteretezeacutese a műszaki gyakorlatban leegyszerűsiacutetve 3 fő leacutepeacutesből aacutell A meacuteretezeacutes leacutepeacutesei

1 leacutepeacutes az aacuteramkoumlr feleacutepiacuteteacuteseacutenek megtervezeacutese az aacuteramkoumlr megrajzolaacutesa

2 leacutepeacutes munkapont beaacutelliacutetaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

19

3 leacutepeacutes vaacuteltakozoacute aacuteramuacute erősiacutető parameacuteterek meghataacuterozaacutesa

Az eddig taacutergyaltak alapjaacuten tegyuumlnk kiacuteseacuterletet egy kivaacutelasztott erősiacutető alapkapcsolaacutes meacuteretezeacuteseacutere

MEacuteRETEZEacuteSI FELADAT

Veacutegezzuumlk el a 16 aacutebraacuten laacutethatoacute source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető meacuteretezeacuteseacutet

Munkaponti adatok UGS0 = -2 V UDS0 = 8 V ID0 = 14 mA jFET parameacuteterek y21 = 10 mS y22 = 25 microS Egyeacuteb adatok UT = 24 V RG = 200 kΩ Rt = 15 kΩ ug = 25 mV Rg = 25 kΩ Feladatok a) Hataacuterozzuk meg RS eacutes RD eacuterteacutekeacutet b) Hataacuterozzuk meg a fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet c) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet d) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutegeacutet e) Hataacuterozzuk meg Cki eacuterteacutekeacutet uacutegy hogy a kapcsolaacutes alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa =15 Hz legyen (A toumlbbi kapacitaacutes nem szoacutel bele az aacutetvitelbe)

16 aacutebra Source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

20

a) Az aacuteramkoumlroumln bejeloumllt egyenfeszuumlltseacutegek eacutes egyenaacuteramok figyelembeveacuteteleacutevel az oumlsszefuumlggeacutesek feliacuteraacutesaacutehoz az elektrotechnika Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyeit alkalmazzuk (A kapcsolaacutes bemeneteacuten az IG gate aacuteram elhanyagolhatoacute)

SRGS UU 0

kI

UR

D

GSS 431

mA 41

V 2

0

0

kV

I

UUUR

D

RDSTD

S 10mA 41

2V 8V 24

0

0

b) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet a kapcsolaacutes y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacuteből lehet legegyszerűbben meghataacuterozni A helyettesiacutető keacutep a 17 aacutebraacuten laacutethatoacute

17 aacutebra A source kapcsolaacutesuacute erősiacutető y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Ha a bemenet felől illetve a kimenet felől betekintuumlnk a helyettesiacutető neacutegypoacutelusba koumlnnyedeacuten feliacuterhatjuk a bemeneti eacutes a kimeneti ellenaacutellaacutes oumlsszefuumlggeacuteseacutet majd behelyettesiacuteteacutes utaacuten meghataacuterozhatjuk az eacuterteacutekeket

kRr Gbe 200

kS

ky

Rr Dki 825

110

1

22

c) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes meghataacuterozaacutesaacutehoz egy roumlvid levezeteacutes utaacuten eljuthatunk

be

kiut u

uA

tD

sbeski RR

yuyu

2221

1

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

21

152)158(10)(21 kkmSRRyA tkiut

A veacutegeredmeacutenyből laacutethatoacute hogy az erősiacutető faacutezist fordiacutet

d) A kimeneti feszuumlltseacuteg meghataacuterozaacutesaacutehoz előszoumlr fel kell iacuterni a vezeacuterlő generaacutetorboacutel az erősiacutető bemeneteacutere jutoacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteget majd a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes segiacutetseacutegeacutevel kimeneti feszuumlltseacuteggeacute alakiacutetva hataacuterozhatjuk meg a pontos eacuterteacuteket

mVRR

Ruu

gG

Ggbe 2222

k 25k 002

k 002mV 25

VmVuAu beutkit 1612222152

e) A megadott parameacuteterek szerint az erősiacutető alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet csak a Cki kimeneti kapacitaacutes okozza Az erősiacutető helyettesiacutető keacutepeacutenek kimeneti koumlreacuteben (ld 18 aacutebra) a hataacuterfrekvencia definiacutecioacutejaacuteboacutel adoacutedoacute egyenlőseacutegből a hataacuterfrekvencia kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz juthatunk

18 aacutebra Az erősiacutető kimeneti koumlreacutenek kisfrekvenciaacutes helyettesiacutető keacutepe

A feszuumlltseacutegosztaacutes toumlrveacutenyeacutet alkalmazva levezeteacutessel bizonyiacutethatoacute hogy a hataacuterfrekvenciaacuten bekoumlvetkező 3 dB-es erősiacuteteacutes szintcsoumlkkeneacutesneacutel a csatoloacute kondenzaacutetor reaktanciaacuteja eacuterteacutekre megegyezik a koumlruumlloumltte elhelyezkedő ellenaacutellaacutesok eredőjeacutevel

tkitDC RrRRy

Xki

22

1

kiaC Cf

Xki

2

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 46210511080152

1

2

144

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 20: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

19

3 leacutepeacutes vaacuteltakozoacute aacuteramuacute erősiacutető parameacuteterek meghataacuterozaacutesa

Az eddig taacutergyaltak alapjaacuten tegyuumlnk kiacuteseacuterletet egy kivaacutelasztott erősiacutető alapkapcsolaacutes meacuteretezeacuteseacutere

MEacuteRETEZEacuteSI FELADAT

Veacutegezzuumlk el a 16 aacutebraacuten laacutethatoacute source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető meacuteretezeacuteseacutet

Munkaponti adatok UGS0 = -2 V UDS0 = 8 V ID0 = 14 mA jFET parameacuteterek y21 = 10 mS y22 = 25 microS Egyeacuteb adatok UT = 24 V RG = 200 kΩ Rt = 15 kΩ ug = 25 mV Rg = 25 kΩ Feladatok a) Hataacuterozzuk meg RS eacutes RD eacuterteacutekeacutet b) Hataacuterozzuk meg a fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet c) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet d) Hataacuterozzuk meg a terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutegeacutet e) Hataacuterozzuk meg Cki eacuterteacutekeacutet uacutegy hogy a kapcsolaacutes alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa =15 Hz legyen (A toumlbbi kapacitaacutes nem szoacutel bele az aacutetvitelbe)

16 aacutebra Source kapcsolaacutesuacute unipolaacuteris tranzisztoros erősiacutető

Megoldaacutes

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

20

a) Az aacuteramkoumlroumln bejeloumllt egyenfeszuumlltseacutegek eacutes egyenaacuteramok figyelembeveacuteteleacutevel az oumlsszefuumlggeacutesek feliacuteraacutesaacutehoz az elektrotechnika Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyeit alkalmazzuk (A kapcsolaacutes bemeneteacuten az IG gate aacuteram elhanyagolhatoacute)

SRGS UU 0

kI

UR

D

GSS 431

mA 41

V 2

0

0

kV

I

UUUR

D

RDSTD

S 10mA 41

2V 8V 24

0

0

b) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet a kapcsolaacutes y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacuteből lehet legegyszerűbben meghataacuterozni A helyettesiacutető keacutep a 17 aacutebraacuten laacutethatoacute

17 aacutebra A source kapcsolaacutesuacute erősiacutető y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Ha a bemenet felől illetve a kimenet felől betekintuumlnk a helyettesiacutető neacutegypoacutelusba koumlnnyedeacuten feliacuterhatjuk a bemeneti eacutes a kimeneti ellenaacutellaacutes oumlsszefuumlggeacuteseacutet majd behelyettesiacuteteacutes utaacuten meghataacuterozhatjuk az eacuterteacutekeket

kRr Gbe 200

kS

ky

Rr Dki 825

110

1

22

c) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes meghataacuterozaacutesaacutehoz egy roumlvid levezeteacutes utaacuten eljuthatunk

be

kiut u

uA

tD

sbeski RR

yuyu

2221

1

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

21

152)158(10)(21 kkmSRRyA tkiut

A veacutegeredmeacutenyből laacutethatoacute hogy az erősiacutető faacutezist fordiacutet

d) A kimeneti feszuumlltseacuteg meghataacuterozaacutesaacutehoz előszoumlr fel kell iacuterni a vezeacuterlő generaacutetorboacutel az erősiacutető bemeneteacutere jutoacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteget majd a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes segiacutetseacutegeacutevel kimeneti feszuumlltseacuteggeacute alakiacutetva hataacuterozhatjuk meg a pontos eacuterteacuteket

mVRR

Ruu

gG

Ggbe 2222

k 25k 002

k 002mV 25

VmVuAu beutkit 1612222152

e) A megadott parameacuteterek szerint az erősiacutető alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet csak a Cki kimeneti kapacitaacutes okozza Az erősiacutető helyettesiacutető keacutepeacutenek kimeneti koumlreacuteben (ld 18 aacutebra) a hataacuterfrekvencia definiacutecioacutejaacuteboacutel adoacutedoacute egyenlőseacutegből a hataacuterfrekvencia kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz juthatunk

18 aacutebra Az erősiacutető kimeneti koumlreacutenek kisfrekvenciaacutes helyettesiacutető keacutepe

A feszuumlltseacutegosztaacutes toumlrveacutenyeacutet alkalmazva levezeteacutessel bizonyiacutethatoacute hogy a hataacuterfrekvenciaacuten bekoumlvetkező 3 dB-es erősiacuteteacutes szintcsoumlkkeneacutesneacutel a csatoloacute kondenzaacutetor reaktanciaacuteja eacuterteacutekre megegyezik a koumlruumlloumltte elhelyezkedő ellenaacutellaacutesok eredőjeacutevel

tkitDC RrRRy

Xki

22

1

kiaC Cf

Xki

2

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 46210511080152

1

2

144

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 21: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

20

a) Az aacuteramkoumlroumln bejeloumllt egyenfeszuumlltseacutegek eacutes egyenaacuteramok figyelembeveacuteteleacutevel az oumlsszefuumlggeacutesek feliacuteraacutesaacutehoz az elektrotechnika Ohm- eacutes Kirchhoff toumlrveacutenyeit alkalmazzuk (A kapcsolaacutes bemeneteacuten az IG gate aacuteram elhanyagolhatoacute)

SRGS UU 0

kI

UR

D

GSS 431

mA 41

V 2

0

0

kV

I

UUUR

D

RDSTD

S 10mA 41

2V 8V 24

0

0

b) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet a kapcsolaacutes y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacuteből lehet legegyszerűbben meghataacuterozni A helyettesiacutető keacutep a 17 aacutebraacuten laacutethatoacute

17 aacutebra A source kapcsolaacutesuacute erősiacutető y parameacuteteres helyettesiacutető keacutepe

Ha a bemenet felől illetve a kimenet felől betekintuumlnk a helyettesiacutető neacutegypoacutelusba koumlnnyedeacuten feliacuterhatjuk a bemeneti eacutes a kimeneti ellenaacutellaacutes oumlsszefuumlggeacuteseacutet majd behelyettesiacuteteacutes utaacuten meghataacuterozhatjuk az eacuterteacutekeket

kRr Gbe 200

kS

ky

Rr Dki 825

110

1

22

c) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes meghataacuterozaacutesaacutehoz egy roumlvid levezeteacutes utaacuten eljuthatunk

be

kiut u

uA

tD

sbeski RR

yuyu

2221

1

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

21

152)158(10)(21 kkmSRRyA tkiut

A veacutegeredmeacutenyből laacutethatoacute hogy az erősiacutető faacutezist fordiacutet

d) A kimeneti feszuumlltseacuteg meghataacuterozaacutesaacutehoz előszoumlr fel kell iacuterni a vezeacuterlő generaacutetorboacutel az erősiacutető bemeneteacutere jutoacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteget majd a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes segiacutetseacutegeacutevel kimeneti feszuumlltseacuteggeacute alakiacutetva hataacuterozhatjuk meg a pontos eacuterteacuteket

mVRR

Ruu

gG

Ggbe 2222

k 25k 002

k 002mV 25

VmVuAu beutkit 1612222152

e) A megadott parameacuteterek szerint az erősiacutető alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet csak a Cki kimeneti kapacitaacutes okozza Az erősiacutető helyettesiacutető keacutepeacutenek kimeneti koumlreacuteben (ld 18 aacutebra) a hataacuterfrekvencia definiacutecioacutejaacuteboacutel adoacutedoacute egyenlőseacutegből a hataacuterfrekvencia kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz juthatunk

18 aacutebra Az erősiacutető kimeneti koumlreacutenek kisfrekvenciaacutes helyettesiacutető keacutepe

A feszuumlltseacutegosztaacutes toumlrveacutenyeacutet alkalmazva levezeteacutessel bizonyiacutethatoacute hogy a hataacuterfrekvenciaacuten bekoumlvetkező 3 dB-es erősiacuteteacutes szintcsoumlkkeneacutesneacutel a csatoloacute kondenzaacutetor reaktanciaacuteja eacuterteacutekre megegyezik a koumlruumlloumltte elhelyezkedő ellenaacutellaacutesok eredőjeacutevel

tkitDC RrRRy

Xki

22

1

kiaC Cf

Xki

2

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 46210511080152

1

2

144

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 22: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

21

152)158(10)(21 kkmSRRyA tkiut

A veacutegeredmeacutenyből laacutethatoacute hogy az erősiacutető faacutezist fordiacutet

d) A kimeneti feszuumlltseacuteg meghataacuterozaacutesaacutehoz előszoumlr fel kell iacuterni a vezeacuterlő generaacutetorboacutel az erősiacutető bemeneteacutere jutoacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteget majd a feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes segiacutetseacutegeacutevel kimeneti feszuumlltseacuteggeacute alakiacutetva hataacuterozhatjuk meg a pontos eacuterteacuteket

mVRR

Ruu

gG

Ggbe 2222

k 25k 002

k 002mV 25

VmVuAu beutkit 1612222152

e) A megadott parameacuteterek szerint az erősiacutető alsoacute hataacuterfrekvenciaacutejaacutet csak a Cki kimeneti kapacitaacutes okozza Az erősiacutető helyettesiacutető keacutepeacutenek kimeneti koumlreacuteben (ld 18 aacutebra) a hataacuterfrekvencia definiacutecioacutejaacuteboacutel adoacutedoacute egyenlőseacutegből a hataacuterfrekvencia kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz juthatunk

18 aacutebra Az erősiacutető kimeneti koumlreacutenek kisfrekvenciaacutes helyettesiacutető keacutepe

A feszuumlltseacutegosztaacutes toumlrveacutenyeacutet alkalmazva levezeteacutessel bizonyiacutethatoacute hogy a hataacuterfrekvenciaacuten bekoumlvetkező 3 dB-es erősiacuteteacutes szintcsoumlkkeneacutesneacutel a csatoloacute kondenzaacutetor reaktanciaacuteja eacuterteacutekre megegyezik a koumlruumlloumltte elhelyezkedő ellenaacutellaacutesok eredőjeacutevel

tkitDC RrRRy

Xki

22

1

kiaC Cf

Xki

2

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 46210511080152

1

2

144

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 23: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

22

Oumlsszefoglalaacutes

Az esetfelveteacutes kapcsaacuten kideruumllt hogy leendő munkahelye a koumlzeljoumlvőben uacutej szakmai profilra fog aacutetaacutellni Az uacutej feladatok koumlzoumltt gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők tervezeacutese eacutes meacuteretezeacutese szerepel A munkaacuteba aacutellaacutes előtt egy speciaacutelis szakmai tanfolyamon vesz reacuteszt melynek beleacutepeacutesi felteacutetele a bipolaacuteris eacutes unipolaacuteris tranzisztorokkal feleacutepiacutetett erősiacutetőfokozatok munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesainak vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőinek az ismerete Jelen tananyagreacutesztől segiacutetseacuteget kaphatott a meacuteretezeacutesi alapok elsajaacutetiacutetaacutesaacutehoz felfrissiacuteteacuteseacutehez

Az informaacutecioacutefrissiacuteteacutes roumlvid bevezetővel kezdődoumltt melyben taacutejeacutekozoacutedhatott a szakmai informaacutecioacutetartalomra vonatkozoacute tudnivaloacutekroacutel

A gyengeaacuteramuacute analoacuteg erősiacutetők meacuteretezeacuteseacutehez szilaacuterd alapokat nyuacutejtott az erősiacutetők feleacutepiacuteteacuteseacutenek belső kapcsolatrendszereacutenek a megismereacutese Ehhez meg kellett vizsgaacutelni az elviekben leacutetező sztatikus műkoumldeacutesi uumlzemmoacutedot ahonnan egyenes uacutet vezetett az elektronikai gyakorlat dinamikus uumlzemmoacutedjaacutenak a tisztaacutezaacutesaacutehoz

Egy erősiacutető fokozat műkoumldteteacutese előtt biztosiacutetani kellett a munkapont beaacutelliacutetaacutest amely leacutenyegeacuteben az erősiacutető egyenaacuteramuacute meacuteretezeacuteseacutet jelentette Tisztaacutezoacutedtak a kuumlloumlnboumlző osztaacutelyokba sorolt munkapontbeaacutelliacutetaacutesi megoldaacutesok előnyei eacutes haacutetraacutenyai Kapcsolaacutesi rajzok bizonyiacutetottaacutek hogy a munkapontbeaacutelliacutetaacutes megvaloacutesiacutethatoacute egy taacutepegyseacuteg eacutes az aktiacutev elemhez csatlakozoacute kuumlloumlnboumlző eacuterteacutekű ellenaacutellaacutesok beiktataacutesaacuteval

Az aktiacutev elemelemek eacutes a kapcsoloacutedoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuteroztaacutek az erősiacutetők vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Kuumlloumln kategoacuteriaacuteba keruumlltek az erősiacuteteacutes fajtaacutek a be- eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesok eacutes az erősiacutető egyeacuteb jellemzői Egy erősiacutető fokozat frekvencia-aacutetviteleacutenek taacutergyalaacutesaacutenaacutel tisztaacutezoacutedott hogy csatoloacute- hidegiacutető- szereleacutesi- szoacutert- eacutes reacuteteg-kapacitaacutesok is befolyaacutesoljaacutek a műkoumldeacutest

Az erősiacutetők meacuteretezeacutese alapvetően munkapont beaacutelliacutetaacutest eacutes vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzők meghataacuterozaacutesaacutet jelentette A meacuteretezeacutest megkoumlnnyiacutetette az aktiacutev elem illetve a teljes erősiacutető neacutegypoacutelusos helyettesiacutető keacutepeacutenek a felrajzolaacutesa Mindezt kuumlloumln-kuumlloumln meg kellett vizsgaacutelni a bipolaacuteris eacutes az unipolaacuteris tranzisztorral feleacutepiacutetett erősiacutetőkneacutel Egy oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezatboacutel kideruumllt hogy a műszaki gyakorlatban igen sokfeacutele erősiacutető elnevezeacutessel talaacutelkozhatunk A meacuteretezeacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaacutet mintafeladatok eacutes meacutertezeacutesi feladat zaacuterta

A meacuteretezeacutes leacutepeacuteseinek elmeacuteleti tisztaacutezaacutesa majd veacutegrehajtaacutesa utaacuten elegendő informaacutecioacute gyűlhetett oumlssze az erősiacutető aacuteramkoumlroumlk megtervezeacuteseacutehez oumlsszeaacutelliacutetaacutesaacutehoz eacutes a gyakorlati alkalmazaacutesaihoz

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 24: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

23

TANULAacuteSIRAacuteNYIacuteTOacute

Az elektronikai aacuteramkoumlroumlk alapjait taacutergyaloacute teacutemakoumlrhoumlz tartozoacute ismeretek alkalmazaacutesaacutehoz az iacuterott szakmai szoumlveg megeacuterteacutese a kuumlloumlnboumlző keacuteszseacutegek fejleszteacutese szuumlkseacuteges

Az elsajaacutetiacutetott informaacutecioacutek gyakorlati alkalmazaacutesaacutehoz elengedhetetlen a gyakorlatias feladateacutertelmezeacutes moacutedszer kompetencia fejleszteacutese

A szakmai szoumlveg alapos tanulmaacutenyozaacutesa eacutes feldolgozaacutesa utaacuten ceacutelszerű az alaacutebbi gyakorloacute feladatok megoldaacutesa

1 feladat Egyszerű kapcsolaacutesi rajzok elkeacutesziacuteteacuteseacutevel mutassa be az erősiacutetők sztatikus eacutes dinamikus uumlzemmoacutedja koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegeket

2 feladat Rajzolja fel egy teacutervezeacuterleacutesű tranzisztor transzfer karakterisztikaacutejaacutet s jeloumlljoumln meg rajta egy M1 eacutes M2 munkapontot Az M1 munkapont a lineaacuteris az M2 munkapont a nemlineaacuteris műkoumldeacutesi tartomaacutenyban helyezkedjeacutek el

3 feladat Keacutesziacutetse el egy koumlzoumls emitteres erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes hibrid parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 4 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

4 feladat Keacutesziacutetse el egy source kapcsolaacutesuacute JFET-es erősiacutetőfokozat kapcsolaacutesi rajzaacutet eacutes admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet Az aacuteramkoumlrhoumlz alkalmazzon 3 db ellenaacutellaacutest 3 db kondenzaacutetort 1 db taacutepegyseacuteget vezeacuterlő generaacutetort eacutes terhelő ellenaacutellaacutest

5 feladat A 3 eacutes 4 feladathoz elkeacutesziacutetett kapcsolaacutesi rajzokon tuumlntesse fel az aktiacutev elemhez tartozoacute munkaponti feszuumlltseacutegeket eacutes aacuteramokat Iacuterja fel a munkaponti adatok kiszaacutemiacutetaacutesaacutera szolgaacuteloacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

6 feladat Iacuterja le az alaacutebbi elektronikai alapfogalmak jelenteacuteseacutet

- B osztaacutelyuacute munkapontbeaacutelliacutetaacutes - hibrid parameacuteteres egyenletrendszer - erősiacutető frekvenciamenete

7 feladat Sorolja fel az erősiacutető fokozatok vaacuteltakozoacuteaacuteramuacute jellemzőit Iacuterja fel a jellemzőkhoumlz tartozoacute matematikai oumlsszefuumlggeacuteseket

8 feladat Hataacuterozza meg dB-ben az alaacutebbi viszonyszaacutemban megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

- Au = -150 - Ai = 365 - AP = 1450

9 feladat Hataacuterozza meg viszonyszaacutemban az alaacutebbi dB-ben megadott erősiacuteteacutes eacuterteacutekeket

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 25: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

24

- Au = 45 dB - Ai = 32 dB - AP = 70 dB

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 26: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

25

OumlNELLENŐRZŐ FELADATOK

1 feladat

Szaacutemiacutetaacutessal hataacuterozza meg az alaacutebbi koumlzoumls emitteres baacutezisaacuteram taacuteplaacutelaacutesuacute erősiacutető munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesait

19 aacutebra

Adatok

UT = 10 V IC0 = 25 mA UE0 = 2 V UCE0 = 3V B = 200 UBE0 = 06 V

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 27: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

26

Feladatok

a) Jeloumllje be a kapcsolaacutesi rajzon a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok meghataacuterozaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges egyenaacuteramokat eacutes egyenfeszuumlltseacutegeket

b) Hataacuterozza meg a munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok (RC RE RB) szaacutemszerű eacuterteacutekeacutet

RC =

RE =

RB=

2 feladat

Meacuteretezze az alaacutebbi Source kapcsolaacutesuacute erősiacutető fokozatot

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 28: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

27

20 aacutebra

Adatok

UT = 12 V Rt = 20 k RG = 1 M RD = 4 k y21s = 25 mS y22s = 25 S Ug = 50 mV Rg = 50 k

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el a meacuteretezeacutes előtt aacutelloacute aacuteramkoumlr admittancia parameacuteteres helyettesiacutető keacutepeacutet

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 29: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

28

b) Hataacuterozza meg dB-ben az erősiacutető feszuumlltseacutegerősiacuteteacuteseacutet terhelő ellenaacutellaacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

Au=

au=

Aut=

aut=

c) Szaacutemiacutetsa ki az erősiacutető fokozat bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesaacutet

Rbe=

Rki=

d) Hataacuterozza meg a terhelt erősiacutető fokozat kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg eacuterteacutekeacutet

Ukit=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 30: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

29

3 feladat

Meacuteretezze egy RC csatolaacutesuacute erősiacutető alapkapcsolaacutes csatoloacute kondenzaacutetorait

Adatok

rbe= 1 M bemeneti ellenaacutellaacutes rki= 4 k kimeneti ellenaacutellaacutes Rg= 10 k vezeacuterlő generaacutetor belső ellenaacutellaacutesa Rt= 20 k terhelő ellenaacutellaacutes fa1= 10Hz a bemeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja fa2= 40 Hz a kimeneti koumlr alsoacute hataacuterfrekvenciaacuteja

Feladatok

a) Keacutesziacutetse el az erősiacutető bemeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cbe=

b) Keacutesziacutetse el az erősiacutető kimeneteacutehez tartozoacute helyettesiacutető aacuteramkoumlrt eacutes az alapjaacuten szaacutemiacutetsa ki a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesaacutet

Cki=

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 31: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

30

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 32: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

31

MEGOLDAacuteSOK

1 feladat

a) A munkaponti egyenaacuteramok eacutes egyenfeszuumlltseacutegek feltuumlnteteacutese a kapcsolaacutesi rajzon

21 aacutebra

b) A munkapont beaacutelliacutetoacute ellenaacutellaacutesok szaacutemszerűsiacutetett meghataacuterozaacutesa

Az ellenaacutellaacutesok kiszaacutemiacutetaacutesaacutehoz a kapcsolaacutesi rajz segiacutetseacutegeacutevel az Ohm- eacutes a Kirchhoff-toumlrveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval lehet eljutni

0CEUUUU00

EC RRT

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 33: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

32

V2U 00 ER U

E

V5V3V2V10UUUU 0CE00

EC RTR

Ω200mA25

V5

I

UR

0CC

0 CR

μA125200

mA25

B

II 0C

0B

mA12552μA251mA52III 0B0C0E

Ω80mA12525

V2

I

UR

0E

0EE

V47V2V60V10UUUUUU 000R EBETBTB

Ω60μA125

V47

I

UR

0

R B

BB

2 feladat

a) Az erősiacutető fokozat helyettesiacutető keacutepe

22 aacutebra

b) A feszuumlltseacutegerősiacuteteacutes terheleacutes neacutelkuumll eacutes terheleacutessel

099k 633mS 52 k 4mS 5020

1mS 52

uA

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 34: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

33

dBAa uu 1719099lg 20lg 20

697k 083mS 52 k 20k 4mS 5020

1mS 52

utA

dBAa uut 7217697lg 20lg 20

c) Az erősiacutető bemeneti eacutes kimeneti ellenaacutellaacutesa a helyettesiacutető keacutep alapjaacuten

M 1 Gbe Rr

k 633k 4mS 0025

1=

1

22D

ski R

yr

d) A terhelt erősiacutető kimeneti feszuumlltseacutege

mV 334 099mV4762= utbekit Auu

mV6247k 50M 1

M 1mV 50

gG

Ggbe RR

Ruu

3 feladat

a) Az erősiacutető bemeneti aacuteramkoumlre eacutes a bemeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

23 aacutebra

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 35: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

34

gbeC RrXbe

beaC Cf

Xbe

12

1

nFHzRrf

Cgbea

be 71510101102

1

2

146

1

a) Az erősiacutető kimeneti aacuteramkoumlre eacutes a kimeneti csatoloacute kondenzaacutetor kapacitaacutesa

24 aacutebra

tkiC RrXki

kiaC Cf

Xki

22

1

nFHzRrf

Ctkia

ki 81651020104402

1

2

133

2

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 36: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

ELEKTRONIKAI AacuteRAMKOumlROumlK ALAPJAI II

35

IRODALOMJEGYZEacuteK

FELHASZNAacuteLT IRODALOM Kovaacutecs Csongor Elektronikus aacuteramkoumlroumlk tankoumlnyv Generaacutel Press Kiadoacute 2005

Gergely Istvaacuten Elektrotechnika General Press Kiadoacute 2009

Zombori Beacutela Elektronika Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

Zombori Beacutela Elektronikai feladatgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2008

Koacuteroacutedi Daacutevid ndash Toacuteth S Roacutebert Villamossaacutegtani alapismeretek NSZFI Tankoumlnyvkiadoacute 2005

Horvaacuteth Ernő Elektronika feladatgyűjtemeacuteny I Terra Print Kiadoacute 1994

Szűcs Laacuteszloacuteneacute Elektronikai peacuteldataacuter Lexika Tankoumlnyvkiadoacute 1997

AJAacuteNLOTT IRODALOM U TietzendashCh Scenk Analoacuteg eacutes digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1990

Mihaacutely Laacuteszloacute Elektronikai tesztgyűjtemeacuteny Tankoumlnyvmester Kiadoacute 2006

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 37: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

A(z) 0917-06 modul 038-as szakmai tankoumlnyvi tartalomeleme

felhasznaacutelhatoacute az alaacutebbi szakkeacutepesiacuteteacutesekhez

A szakkeacutepesiacuteteacutes OKJ azonosiacutetoacute szaacutema A szakkeacutepesiacuteteacutes megnevezeacutese

54 523 01 0000 00 00 Elektronikai technikus

A szakmai tankoumlnyvi tartalomelem feldolgozaacutesaacutehoz ajaacutenlott oacuteraszaacutem

10 oacutera

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute

Page 38: MUNKAANYAG ELEKTRONIKAI ÁRAMKÖRÖK ALAPJAI II. 2 ER I SÍT I FOKOZATOK MUNKAPONT BEÁLLÍTÁSA Az elektronika legalapvet J bb aktív elemei a …

MUNKAANYAG

A kiadvaacuteny az Uacutej Magyarorszaacuteg Fejleszteacutesi Terv

TAacuteMOP 221 081-2008-0002 bdquoA keacutepzeacutes minőseacutegeacutenek eacutes tartalmaacutenak

fejleszteacuteserdquo kereteacuteben keacuteszuumllt

A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap

taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg

Kiadja a Nemzeti Szakkeacutepzeacutesi eacutes Felnőttkeacutepzeacutesi Inteacutezet

1085 Budapest Baross u 52

Telefon (1) 210-1065 Fax (1) 210-1063

Felelős kiadoacute

Nagy Laacuteszloacute főigazgatoacute