ŘEŠENÍ OBVODŮ S ANSMPEDANČNÍM OPEAČNÍM ESLOVAČ POMOÍ AFŮ SNÁLOVÝH OŮ ÚVOD Dlior Biolek, VA Brno rnsimpenční operční zesilovče (O) jsou perspektivní tegrovné ovoy, které jsou svými přenosovými vlstnostmi přeurčeny k ryhlému zprování signálů v nejrůznějšíh plikíh ásluhou firmy Anlog Devies je nes tento stvení prvek ěžně ostupný ve formě monolitikého operčního zesilovče AD 8 N ázi trnsimpenčníh zesilovčů se vyvíjí progresivní směr v ovoové tehnie kmitočtovýh filtrů tzv "urrentmoe & voltgemoe filters" [] Operční zesilovč AD 8 s kompenzčním vývoem je leko univerzálnější stvení prvek ktivníh filtrů než klsiký operční zesilovč V součsné oě jsou nvrhován nová zpojení gyrátorů, univerzálníh ovoů řáu loků s nízkými itlivostmi Dosu všk hyí efektivní nástroj pro usnnění syntézy ryhlou ověřoví nlýzu V příspěvku jsou prezentovány nové grfy signálovýh toků, které popisují trnsimpenční zesilovč n různýh úrovníh složitosti moelu N poměrně složitýh zpojeníh (filtry o řáu) je ukázáno, že uveená meto vee n ekonomiký popis ovou grfem s násleným nenáročným vyhonoením Výsleky nlýzy jsou konfrontovány se symolikými výstupy progrmu OO NÁHADNÍ SHÉMAA ANSMPEDANČNÍHO O ) ) ) Or ) shémtiká znčk O, ) náhrní shém s uvžováním vlivu vstupního oporu trnsimpene, ) ielizovný O:,, Srem O je zroj prouu řízený prouem vytékjíím ze vstupní svorky Vstup je nesymetriký, nevertujíí vstup je oělen jenotkovým zesilovčem Prou protéká vstupním oporem, jehož typiká honot je u AD 8 Ω Řízený prou pk vytváří výstupní npětí průtokem přes tzv trnsimpení, která je tvořen reálným oporem (si MΩ) kpitou (si, pf) Výstupní npětí je oeíráno přes oěloví jenotkový zesilovč Mezní kmitočet zesilovče ez zveené zpětné vzy je roven /(π ) je tey posttně vyšší než u klsikýh operčníh zesilovčů (typiky khz) ktlogu výroe je možné vyčíst lší prmetry, jko npříkl vstupní opor kpit nevertujíího vstupu výstupní opor, kterými je možné ále zpřesnit moel n or) Astrhujemeli nopk o uveenýh przitníh prmetrů, ostneme ielizovný moel O n or) ento moel je vhoný pro ryhlou orientční nlýzu z účelem ověření pripiální funkčnosti zpojení rf reálného O Moel n or) lze popst rovniemi
( ) ( ) ( ) ( ), ke jsou prouy tekouí z vnějšíh zrojů o uzlů Vyjáření těhto rovni pomoí grfu je n or Prái s tímto grfem si ozřejmíme n příklu vertujíího zesilovče Or rf O pole moelu n or) Příkl : nvertujíí zesilovč rnsimpenční O lze zpojit ooně jko klsiký O o známého vertujíího zpojení n or) ompenzční vývo zůstává nevyužit Je tře postrt se o jeho ůklné glvniké oělení o osttníh elektro z ůvou zhování vysokého mezního kmitočtu Ovou opovíá grf n or), jehož vyhonoením pole klsikýh prviel získáme přenosovou funki ve tvru Po úprvě ( )( ) A, A ( ) ( ) s ( ), Pro se vzthy pro stejnosměrné zesílení mezní kmitočet zjenouší: A pro <<, pro << rnzitní kmitočet ue A vzorů plyne jý mehnismus závislosti kmitočtovýh hrkteristik n vnějšíh oporeh než u klsikého O Měnímeli stejnosměrné zesílení pomoí, snižuje se s klesjíím zesílením součsně i trnzitní kmitočet (or) Lomový kmitočet zůstává zhován Řízení zesílení pomoí má ooný hrkter jko u klsikého O, jk je nznčeno n or)
O ) ) Or ) pojení O jko vertujíího zesilovče, ) opovíjíí grf B B A A ) ) Or měn kmitočtové hrkteristiky vertujíího zpojení při řízení zesílení oporem ), ) rf ieálního O Or ) příkl ovou s ieálním O, ) opovíjíí grf ) )
vžujme ovo n or ) Pro tento ovo je možno zpst násleujíí rovnie: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) rfiké znázornění uveenýh rovni je n or) oeněním lze ospět k oenému prvilu pro sestvování grfu ovou s ieálním O n or6 V grfu se vynehává uzel, opovíjíí vertujíímu vstupu O Amitne, připojené k tomuto uzlu, tvoří přenosy est o uzlu (kompenzční uzel) jsou přeznmenány záporně Prái s tímto grfem si líže ojsníme n několik příkleh mitne připojené k uzlu mitne připojené k uzlu x x mitne zpojené mitne připojené mezi uzly x k uzlu Or6 Prip tvory grfu ovou s ieálním O Příkl : Dolní propust řáu O s( ) ) Or7 ) Filtr řáu typu olní propust, ) jeho grf N or7) je zpojení filtru, který využívá kompenzčního vývou k vhonému tvrování kmitočtové hrkteristiky [] N or7) je opovíjíí grf, který je sestven pole lgoritmu )
uveeného výše rf se vyhonotí klsikým způsoem Po jenouhé úprvě vyje přenosová funke řáu: s s s Příkl : yrátor s O ( ) ( ) V [] ylo pulikováno zpojení gyrátoru s věm O Shém je spolu s grfem n or8 Vyhonoením grfu získáme snno vzth pro vstupní impeni ) ) Or8 ) yrátor s věm O, ) grf pro výpočet vstupní impene Příkl : Filtr řáu s nízkou itlivostí pojení filtru řáu, u něhož je zřzenými oělovími zsilovči snížen jeho itlivost n tolerne prmetrů součástek, ylo uveeno v [] orázku 9 je zřejmé, že ovo je popsán poměrně jenouhým grfem Jeho vyhonoení vee n přenosovou funki, s s s s s, ( ), ( ),, ( ) ÁVĚ V příspěvku je n příkleh ojsněn prip ryhlé nlýzy ovoů s trnsimpenčními operčními zesilovči pomoí novýh grfů signálovýh toků Výsleky nlýzy konkrétníh ovoů yly konfrontovány s výstupy progrmu OO pro symolikou nlýzu ovoů [] LEAA [] FABE,A: nsensitive voltgemoe n urrentmoe filters from omerilly ville trnsimpene opmps EE Proeegs, Vol, No, 99, pp9 [] FABE,A: yrtor implementtion from ommerilly ville trnsimpene opertionl mplifiers Eletronis Letters, Vol8, No, 99, pp66 [] ČAJA,JVBA,BOLE,D: mprove progrm for symoli nlysis n synthesis of eletril networks nterntionl AMSE onferene SS'9, Lyon, Frne o e prte [] VBA,VBA,: Syntheti iruit elements of higher orer lownoise highpss filter esign nterntionl AMSE onferene SS'9, Lyon, Frne o e prte
[] VBA,VBA,: Antilisg lowpss filter with trnsimpene OpAmp for E signl proessg th terntionl onferene BOSNAL'9, Brno, zeh epuli o e prte O 6 7 8 s( ) 9 6 7 8 ) ) 9 Or9 ) Filtr řáu, ) jeho grf