- Čo je to bootstrapping?
- Prečo potrebujeme vysokú vstupnú impedanciu pre tranzistor zosilňovača?
- Súčasti sú povinné
- Schéma zapojenia
- Práca zosilňovača Bootstrap
Zosilňovače sú neoddeliteľnou súčasťou elektroniky, ktorá sa používa na zosilnenie signálov s nízkou amplitúdou. Zosilňovač hrá veľmi dôležitú úlohu pri zvyšovaní signálu, najmä v audio a výkonovej elektronike. Predtým sme zostavili mnoho typov zosilňovačov vrátane audio zosilňovačov, výkonových zosilňovačov, operačných zosilňovačov atď. Okrem nich sa môžete naučiť mnoho ďalších bežne používaných zosilňovačov pomocou nasledujúcich odkazov:
- Push-pull zosilňovač
- Diferenciálny zosilňovač
- Invertujúci zosilňovač
- Prístrojový zosilňovač
Každý zosilňovač má inú triedu a použitie. Na zostavenie zosilňovača sa spravidla používajú tranzistory a operačné zosilňovače. Tu sa v tomto projekte dozvieme o zosilňovači Bootstrap.
Čo je to bootstrapping?
Bootstrapping je zvyčajne technika, pri ktorej sa pri spustení používa časť výstupu. V zosilňovači Bootstrap sa na zvýšenie vstupnej impedancie používa bootstrapping. Vďaka tomu sa tiež zníži zaťažovací efekt na vstupnom zdroji. Dizajn vyzerá podobne ako dvojica Darlington, ktorá má bootstrapový kondenzátor. Kondenzátor bootstrap sa používa na zabezpečenie pozitívnej spätnej väzby striedavého signálu na základňu tranzistora. Táto pozitívna spätná väzba pomáha pri zlepšovaní efektívnej hodnoty základného odporu. Tento prírastok základného odporu je tiež určený napäťovým zosilnením obvodu zosilňovača.
Prečo potrebujeme vysokú vstupnú impedanciu pre tranzistor zosilňovača?
Vysoká vstupná impedancia zlepšuje zosilnenie vstupného signálu, čo je potrebné v rôznych aplikáciách zosilňovačov. Ak máme nízku vstupnú impedanciu, dostaneme nízke zosilnenie. Všeobecne majú BJT (bipolárny tranzistor) nízku vstupnú impedanciu (zvyčajne 1 ohm až 50 kiloohmov). Preto sa na zvýšenie vstupnej impedancie používa technika bootstrappingu.
Napätie na vstupnej impedancii sa vypočíta pomocou nasledujúceho vzorca:
V = {(V in.Z in) / (V in + ZV in)}
Preto podľa vzorca je vstupná impedancia úmerná napätiu na nej. Ak sa zvýši vstupná impedancia, zvýši sa aj jej napätie a naopak.
Súčasti sú povinné
- Tranzistor NPN - BC547
- Rezistor - 1k, 10k
- Kondenzátor - 33pf
- AC alebo impulzný vstupný signál
- DC napájanie - 9V alebo 12V
- Nepál
- Pripojovacie vodiče
Schéma zapojenia
Pre vstupný impulzný signál sme použili striedavý signál (pomocou transformátora), môžete tiež použiť vstup PWM. A pre vstup Vcc používame v obvode RPS (regulované kladné napájanie). Z bezpečnostných dôvodov udržujte vzdialenosť medzi vodičom striedavého a jednosmerného prúdu.
Práca zosilňovača Bootstrap
Po pripojení obvodu podľa schémy zapojenia vyzerá obvod podobne ako dvojica Darlingtonovcov. Tu sme použili techniku bootstrappingu na zvýšenie vstupnej impedancie tohto zosilňovacieho obvodu. Keď je základňa tranzistora Q1 vysoká a bod B je nízky. Preto sa kondenzátor nabíja až na hodnotu napätia na R2. Keď Q1 poklesne a napätie sa začne zvyšovať na báze Q2, kondenzátor sa vybíja pomaly. A aby sa udržal náboj, bod A sa tiež posúva nahor. Takže napätie v bode B sa zvyšuje a napätie v bode A tiež neustále rastie, kým nepôjde viac ako Vcc.
Náboj do bootstrapového kondenzátora C1 je odvádzaný odporom R1 a R2. Táto technika sa nazýva bootstrapping, pretože zvýšenie napätia na jednom konci kondenzátora zvýši napätie na druhom konci kondenzátora.
Poznámka: Techniku bootstrappingu je možné použiť, iba ak je časová konštanta RC viac v porovnaní s jednou periódou riadiaceho signálu.
Ďalej uvádzame simuláciu proteus zosilňovača bootstrap so zosilneným tvarom vlny.
Tiež sme navrhli obvod zosilňovača bootstrap na doske. Výstupný priebeh získaný pomocou osciloskopu je uvedený nižšie:
Skontrolujte viac obvodov zosilňovača a ich aplikácií.