Analogelektronikk 2000 8200451119 [PDF]

Zitiervorschau

Hans Wold og Bojohnsson

Analogelektronikk 2000 Faktabok VKI elektronikk

Bokmål

c l lioteket I

Universitetsforlaget

© Universitetsforlaget AS 1999 © Gyldendal Norsk Forlag AS 2002 2. opplag 2002

ISBN 82-00-45111-9

© 1996 Bo Johnsson och Liber Utbildning AB Analoga elektronikkretsar.

Faktabok

Det må ikke kopieres fra denne boka i strid med åndsverkloven eller avtaler om kopiering inngått med Kopinor, interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk.

Kopiering i strid med lov eller avtale kan medføre erstatningsansvar og inn­ dragning, og kan straffes med bøter eller fengsel.

Læreboka er godkjent av Nasjonalt læremiddelsenter i februar 1999 til bruk i videregående skole på studieretning for elektrofag, videregående kurs 1 elekt­ ronikk, i faget analogteknikk, modul 1. Godkjenningen er knyttet til fastsatt læreplan av juni 1994 og gjelder så lenge læreplanen er gyldig.

Kapittel 3-9 er oversatt fra svensk av Hans Wold.

Henvendelser om denne boka kan rettes til: Gyldendal Undervisning Postboks 6860 St. Olavs plass 0130 OSLO Internettadresse: http://www.gyldendal.no

Illustrasjoner: Rickard Ax/Didacta; Bjørn Picard/PED TEC AS Bildeleverandører: Immediate Productions/Jeffery Richt: sidene 8, 15, 36, 73,78,82,92, 120, 122, 134, 166; ELFA-katalog 47: sidene 177, 178;Eltek Energy AS: side 172; Volkswagen AG: side 9; FRM: side 14

Sats: Lotte Picard/PED TEC AS Omslag: Tor Berglie

Trykk: PDC Grafisk Produksjon as

Forord Denne boka omhandler emnene i modul 1, analogteknikk, i læreplanen for videregående kurs 1, elektronikklinjen i den vi­ deregående skolen.

Boka inngår i en læremiddelpakke som består av en faktabok, en måleøvingsbok og en oppgavebok. Faktaboka og oppgaveboka er egnet for selvstudier, mens den praktiske delen i form av måleøvinger krever tilgang til instru­ menter og annet utstyr. Det er videre nyttig å ha tilgang til dataut­ styr og egnet programvare for simulering av ulike kretskon­ struksjoner. For å få et størst mulig utbytte av boka er det nødvendig med grunnleggende kunnskaper fra Elektronikk 2000 Grunnkurs el­ ler en annen grunnkursbok i elektronikk. Noe av stoffet i denne boka er tatt med som repetisjon fra grunnkurset, for eksempel likeretting og glatting i kapittel 10 og deler av kapittel 8. Det er mitt håp at læremidlet skal gi solide kunnskaper i analog­ teknikk og skape interesse for videre studier i faget.

Minnesund i desember 1998 Hans Wold

Innhold / Elektroniske systemer

8

Direktekopling med nivåskift................... 69

Forvrengning og støy....................................... 12

Komplett DC-koplet forsterker................ 69

Elektromagnetisk kompatibilitet..................... 13

N-kanal JFET som forsterker.......................... 70

Elektromagnetiske støykilder.................... 15 Menneskeskapte støykilder....................... 15

4 Differanseforsterkere

Elektromekanisk kopling mellom trinn.............................................................. 16

Differansetrinnet............................................... 73

Forsterkning av analoge signaler.............. 16

Differansetrinn med enkel utgang............ 75

72

Virkemåte.................................................... 74

Begrepet CMRR......................................... 76

2 Transistorer

18

Unipolare transistorer...................................... 21

5 Strømgene rotorer

78

Felteffekttransistoren ................................ 21

Konstant spenning............................................ 79

MOSFET..................................................... 23

Konstant strøm.................................................. 79

En enkel FET-forsterker............................ 25

Konstantstrømsgenerator.......................... 80

Forspenning ...................................................... 30

Strømspeil................................................... 82

Valg av arbeidspunkt................................. 32

Praktisk strømspeil..................................... 84

Betegnelser.................................................. 34

Et videreutviklet strømspeil....................... 85

Praktiske tips.............................................. 35

Differansetrinn med konstantstrøms­ generator ............................................................ 86

3 Audioforsterkere

36

Småsignalforsterkeren..................................... 37

Differansetrinn med en inngang og en utgang...........................................................87

Logaritmer og desibel......................................41

Inngangsresistansen i et differansetrinn... 88

Desibelbegrepet............................................... 42

Emitterfølger............................................... 90

Forsterkning i desibel................................ 43

FET-inngang................................................ 91

Desibel - et sammenlikningstall............... 45 Forsterkning i flertrinnsforsterkere.........47

dB-merking på instrumenter..................... 48 Frekvenskurven til forsterkeren..................... 49

Filter.................................................................. 50 Lavpassfilter............................................... 51

Høypassfilter.............................................. 53 Beregning av CE............................................... 54

En transistormodell .......................................... 55

6 Operasjonsforsterkere

92

Operasjonsforsterkeren - en supertransistor . 93 Den ideelle operasjonsforsterkeren................ 94 Forvrengning.................................................... 97 Generelt om tilbakekopling............................. 99

Generelle prinsipper for motkopling.......99

Spenningsmotkopling..............................104 Strømmotkopling ..................................... 105

Avkoplet FE-trinn.......................................56

Noen viktige begreper som knytter seg til operasjonsforsterkeren............................... 108

FB-trinnet....................................................62

Offsetspenning (avviksspenning) ........... 108

FK-trinnet....................................................64

Forstrøm.....................................................108

Sammenkopling av trinn................................. 66

Stigehastighet............................................ 109

ÆC-koplede forsterkere............................. 66

Faseforsky vning og stabilitet i forsterkere............................................... 109

Direktekopling (DC-kopling)................... 68 4

Noen vanlige bruksområder for operasjonsforsterker................................. 116 Operasjonsforsterkeren i spenningsregulatorer................................ 118

10 W-effektforsterker............................... 159 10 W-bilradioforsterker............................ 160

Brokoplet sluttrinn................................... 161

Kjøling av halvledere............................... 163

7 Forforsterkere

120

Praktiske tips............................................. 165

Forsterkerfilter................................................ 121

/ 66

Passive filtre.............................................. 123

9 LF-oscillatorer

Aktive filtre............................................... 123

LF-oscillatorer................................................ 167

Frekvensavhengige aktive filtre.................... 124

7?C-oscillatorer.......................................... 168

Filter av første grad................................... 124

Oscillator med wienbro............................ 169

Filter av andre og tredje grad................... 125

Spenningsstyrt oscillator (VCO)........... 170

Volumkontrollen............................................. 126 Virkemåte.................................................. 128 Tonekontroller................................................ 129

Basskontrollen.......................................... 130

Diskantkontrollen..................................... 131 Komplett forforsterker................................... 131

Virkemåte.................................................. 132

/ 0 Kraftforsyning

I72

Transformatoren............................................. 175

Betegnelser................................................ 176 Formler for omforming............................177

Likeretting.......................................................179

Enveislikeretter......................................... 179 Toveislikeretter......................................... 180

/ 34

Glatting............................................................ 181

Forsterkerklasser............................................. 135

Stabiliserte kraftforsyninger..........................181

Klasse A.....................................................136

Måleelementet........................................... 184

Klasse B.....................................................137

Referanseelementet .................................. 184

Klasse AB.................................................. 138

Sammenlikningselementet...................... 185

Klasse C.....................................................140

DC-forsterker.................................................. 186

Spenningsmating............................................ 141

Kontrollelementet.................................... 186

Praktiske tips............................................. 141

Regulatorkoplinger......................................... 187

Drivtrinn.................................................... 142

Virkemåte.................................................. 188

Darlingtonkopling.................................... 144

S vitsjet kraftforsyning.................................... 190

En komplett forsterker................................... 145

Primærsvitsjet kraftforsyning.................. 190

En komplett audioforsterker...........................146

Sekundærsvitsjet kraftforsyning..............191

Inngangstrinnet.........................................147

Konstruksjon av en steppopp-regulator............................................. 198

8 Effektforsterkere

Tonekontrolltrinnet.................................. 148 Effektforsterkeren........................................... 150 Signalgangen i forsterkeren..................... 153

Virkemåten til sluttrinnet..........................154

Støy.................................................................. 200

Avbruddsfri kraft (UPS).......................... 201

Tillegg

204

Engelsk-norsk ordliste

206

Stikkord

207

Effekttapet i sluttrinnet............................. 155

Moderne sluttrinn............................................ 155 Sluttrinn medMOSFET...........................157

Integrerte effektforsterkere............................158

5

Norge først i Europa med miljøgebyr på el-produkter Norge er det første landet i Europa som iverksetter en omfattende, nasjonal ordning for å samle inn og gjenvinne elektriske og elektro­ niske produkter. Ordningen finansieres gjennom et miljøgebyr på nye produkter og startet I. mars 1999. Tre nyetablerte returselskaper vil fra I. juli samle inn og håndtere kasserte elektriske og elektroniske produkter. Miljøfarlige deler skal

fjernes, og mest mulig materiale skal gjenvinnes.

Arbeidsmiljøet vårt Arbeidsmiljø er et begrep som omfatter alt som påvirker oss i vår arbeidssituasjon. Arbeidsevnen og trivselen blir påvirket både av utemiljøet og av miljøet på hver enkelt arbeidsplass. Arbeidsmiljøloven (1977) stiller krav om at arbeidsplassen skal inn­ rettes slik at den er fullt forsvarlig ut fra hensynet til arbeidstake­ rens sikkerhet og fysiske og psykiske helse. Husk at også du har ansvar for din egen og andres sikkerhet. Hold orden på arbeidsplassen, følg alle verneregler og lær deg bruken av brannslokkingsutstyret. Sørg for at du vet hvor førstehjelpsutstyret er, før du begynner å arbeide.

Nødvendig verneutstyr ✓ Brannslokkingsapparat

/ Øyevaskeflaske

/ Avtrekksskap ✓ Dusj / Briller

/ Hansker og klær Gå gjennom arbeidsmiljøloven og noter hvilke paragrafer som omhandler helseskadelige stoffer. Diskuter hva som er forskjellen på paragrafene og hva som er hensikten med de enkelte. Skaff deg rede på hvor stoffkartoteket og produktdatabladene befinner seg på din egen skole eller arbeidsplass. Lær å bruke kartoteket.

Ta utgangspunkt i stoffkartoteket på skolen eller i bedriften, og diskuter hvilke farlige stoffer som kanskje kan erstattes av mindre farlige stoffer.

Helsefarlig røyk og gass I elektroniske apparater er komponenter montert på kretskort, og ledninger er koplet til kontakter. Det blir gjort ved lodding. Når vi lodder, blir det avgitt røyk og gass som er giftig. Avsug og vifte hindrer at vi puster inn farlige stoffer.

Kvalitetssikring Det er bedriftens og sko­ lens ansvar å legge opp til et system for internkontroll av sitt eget arbeidsmiljø, og gjennomføre kontrollen. Internkontroll - Forskrift og veiledning

Forskriftene inneholder utfyllende bestemmelser til loven. Forskriftene er juri­ disk bindende, og gir påbud om hvordan lovens krav skal oppfylles. Veiledningene er ikke juridisk bindende. De gir råd og veiledning om hvordan lovens krav kan oppfylles.

http://www.arbeidstilsynet.no

Elektroniske systemer

Den tekniske utviklingen har gått raskt, og vi har fått økt meka­ nisering, automatisering og bruk av datamaskiner. Produksjo­ nen i industrien skjer nå under helt andre forutsetninger enn før. Men uansett om det er snakk om en enkel mekanisering eller en avansert produksjonsmetode basert på elektroniske systemer, bygger utviklingen på et samspill mellom ulike teknikker, øko­ nomiske forutsetninger og vilje til å bruke menneskets mulighe­ ter på riktig måte.

Vi har til enhver tid utviklet maskiner som skal hjelpe oss i det daglige arbeidet både i hjemmet og på arbeidsplassen. Både enkle mekaniske maskiner og mer avanserte med elektroniske systemer utfører et arbeid. De kan føle, bearbeide og kontrollere fysiske størrelser som for eksempel temperatur, lysstyrke, tid, kraft osv. Det er fysiske størrelser som forandrer seg jevnt fra en verdi til en annen. De kan ha et uendelig antall verdier, og vi kal­ ler dem kontinuerlige størrelser. Noen størrelser skifter imidler­ tid brått mellom et antall faste verdier. Disse størrelsene kaller vi diskrete (diskontinuerlige). Om en størrelse er diskret eller kontinuerlig, avhenger av om vi betrakter størrelsen i et mikroskopisk eller makroskopisk pers­ pektiv. Masse kan vi betrakte som en kontinuerlig størrelse når vi ser den på makroskopisk nivå, men som en diskret størrelse på atomnivå.

makroskopisk: «som er synlig med det blot­ te øye»

Ordet analog betyr «som tilsvarer» eller « som stemmer overens med». Vi finner både analogteknikk og digitalteknikk i moderne elektronikk. I bilen følger viseren i hastighetsmåleren analogt med hastigheten på bilen. Kilometertelleren i den samme bilen er digital på den måten at sifrene plutselig endrer seg fra for ek­ sempel 1024 km til 1025 km. Nå er det ikke slik at bilen hopper en kilometer om gangen, men kilometertelleren er konstruert for digital visning.

Når du plystrer, gir du fra deg et analogt signal. Et analogt signal er altså et sammenhengende signal som varierer, ikke bare i to­ nehøyde (frekvens), men også i styrke (amplitude). Amplituden blir gjerne angitt i desibel (dB), og frekvensen blir angitt i hertz (Hz). Overføringen av et slikt signal vil være en elektrisk repro­ duksjon av det opprinnelige plystresignalet der spenningsnivået representerer lydstyrken. Antall svingninger per sekund på ly­ den tilsvarer antall svingninger per sekund på det elektriske sig­ nalet.

I elektroniske systemer blir de ulike fysiske størrelsene til van­ lig representert av et elektrisk signal som varierer på en måte som beskriver størrelsen. Vi kaller kontinuerlige signaler ana­ loge signaler, mens diskrete signaler gjerne blir kalt digitale sig­ naler. Se figur 1.1.

9

b) Analogt signal Tid Figur 1.1 Eksempler på a) digitale signaler og b) analoge signaler

Det er mange typer analoge signaler, men de har det til felles at signalspenningen svarer til størrelsen de skal representere. Vi har også signaler der strømmen representerer den fysiske stør­ relsen, eller vi kan bruke et sinussignal åerfrekvensen ellerfasen representerer den fysiske størrelsen. Vi finner alle disse signaltypene brukt i forskjellige apparater, men det vanligste er å bruke spenningen til det elektriske signalet.

Elektriske signaler er lette å bearbeide, og elektriske kretser er billige og pålitelige. Elektriske signaler kan også sendes over store avstander, og de kan lagres og hentes fram for senere bruk.

I de senere år har elektroniske systemer funnet veien inn på nes­ ten alle områder av livet vårt. Slike systemer vekker oss om mor­ genen, hjelper oss til et komfortabelt arbeidsmiljø, setter oss i stand til å kommunisere med hele verden bare med et tastetrykk, sørger for avslappende underholdning etter en dag under «elekt­ ronisk kontroll» osv. I mange tilfeller bruker vi elektroniske systemer fordi de gir en mer kostnadseffektiv løsning enn andre systemer. Bruk av elekt­ roniske systemer er også i mange tilfeller den eneste løsningen.

I dag er vi svært avhengige av å kunne kommunisere over store avstander, og vi har også et økende behov for å kunne overvåke og kontrollere miljøet vårt på en effektiv måte.

Figur 1.2 viser to kjente elektroniske systemer, en tradisjonell platespiller og en cd-spiller (cd = compact disc, kompaktplate).

I0

Figur 1.2 To typiske elektroniske systemer

I den tradisjonelle platespilleren er det enføler som detekterer (registrerer) bevegelsene til en stift der den følger rillene i en vinylplate. Signalet som føleren lager, er analogt, og svarer til ly­ den i den originale innspillingen etter at den er RIAA-korrigert. For å kunne gjengi denne lyden blir signalet fra føleren korrigert og forsterket slik at vi får et signal med nok effekt til å drive en høyttaler.

På en cd-plate er lyden lagret i et digitalt format. Det får vi til ved gjentatte målinger av størrelsen (amplituden) på de opprinne­ lige analoge lydsignalene og ved å gjøre måleresultatene om til tall. Denne informasjonen blir så gjort om til binær form og pre­ get på cd-en som en serie fordypninger. Dataene som på den måten blir lagret på cd-en, får vi tilbake ved å bruke en laser som detekterer (leser) om det er fordypninger eller ikke, mens plata roterer med høy hastighet. Resultatet blir et «tog» av binær in­ formasjon som er de opprinnelige målingene i kodet form. For å få tilbake den innspilte lyden sørger vi for at dataene først blir dekodet og tilbakeført til analog form ved å bruke en digital til-analog-omformer (en D/A-omformer). Signalet blir så for­ sterket slik at det kan drive en høyttaler akkurat som i tilfellet med platespilleren.

RIAA = Record Industry Association of America

Generelt vil inngangssignalene til et elektronisk system komme fra målinger av en eller flere fysiske størrelser. I tilfellet med pla­ tespilleren er den fysiske størrelsen målt som forskyvningene i rillene på plata, mens det i cd-spilleren er fordypning eller ikke fordypning i plata som er den fysiske størrelsen.

Inngangssignalene blir behandlet i den hensikt å produsere eg­ nede utgangssignaler.

Utgangssignalene skal drive ett eller flere styreorganer. I begge eksemplene våre er styreorganet en høyttaler, og den fysiske størrelsen som blir påvirket, er lufttrykk (eller lyd, om du vil).

Forvrengning og støy Ingen elektroniske systemer er fullkomne. Signalene som pas­ serer gjennom kretsene, kan bli begrenset både i amplitude og frekvens. Det kan resultere i at signalene blir forvrengt når de passerer gjennom systemet. Forvrengningen kan ta mange for­ mer og kan for eksempel resultere i at signalet blir forandret i amplitude, frekvens eller fase. Figur 1.3 viser noen eksempler på forvrengning av et sinussignal.

Lenger ut i boka skal vi se nærmere på årsaken til disse formene for forvrengning og metoder for å overvinne dem.

I en lydforsterker vil forvrengningen være hørbar og dermed re­ dusere lydkvaliteten. I et system for temperaturovervåking vil forvrengningen resultere i at målenøyaktigheten blir redusert. Selv om det alltid vil være litt forvrengning til stede, er størrel­ sen avhengig av de kretsene som blir brukt. God utforming kan sikre at forvrengningen er på et akseptabelt nivå for enhver bruk. Signaler blir også påvirket av støy. Det er tilfeldige variasjoner i signalet, og de kan være forårsaket av variasjoner i det elektro­ niske systemet eller framkalt av omgivelsene. Støy har mange årsaker og er alltid til stede i elektroniske systemer. Støy som produseres i systemet, er ikke knyttet til inngangssignalet, og vi vil derfor merke den mest når signalet er lite. Dette kan vi erfare ved å lytte til en radio eller en platespiller.

Figur 1.4 viser hvordan støy påvirker et analogt signal. Legg merke til at signalet også endrer form. Figur 1.5 viser et digitalt signal påvirket av støy. I dette signalet er det fortsatt tydelig hvilke deler det er som representerer den høye spenningen, og hvilke som representerer den lave. Det er derfor mulig å gjenvinne den opprinnelige informasjonen fra signalet. Det er ikke tilfellet med det analoge signalet, fordi det

I 2

Figur 1.3 Forvrengning av et sinussignal

der vanligvis ikke er mulig å skille støyen fra det opprinnelige signalet. Dette illustrerer en viktig forskjell mellom analoge og digitale signaler. Forvrengning og støy i elektroniske kretser er ofte det som setter grenser for en optimal ytelse i et system. En av de viktigste opp­ gavene til en konstruktør av elektronikk er derfor å minske for­ vrengningen og støyen mest mulig.

Normal tilstand

Figur 1.4 Virkningen av støy på et analogt signal

Elektromagnetisk kompatibilitet Elektromagnetisk kompatibilitet, eller EMC (engelsk: electromagnetic compatibility), viser til den evnen et system har til å fungere i forstyrrelser fra annet elektrisk utstyr (interferens) og til ikke å påvirke (interferere) bruken av annet utstyr eller andre deler av seg selv.

I 3

Figur 1.6 viser eksempler på problemer knyttet til EMC.

a) En ekstern støykilde skaper problemer

b) En del av systemet forstyrrer en annen

c) Et system forstyrrer et annet

Mobiltelefonsamtaler fra passa­

(

sjerer kan ha vært årsaken til at et • fly fra Thai Airways styrtet i det sørligeThailand i desember 1998.101 mennesker omkom. (NTB-AFP) Figur 1.6 Eksempler på EMC-problemer

I4

Figur 1,6a viser en situasjon der en ekstern elektromagnetisk støykilde forstyrrer et elektronisk system. På figur 1.6b har vi en situasjon der en del av et system påvirker funksjonen til andre deler av systemet. Figur 1,6c illustrerer hvordan elektromagnet­ isk stråling fra et elektronisk system påvirker bruken av mobil­ telefonen. Denne situasjonen kan også være omvendt, fordi en mobiltelefon også stråler. Det er en viktig grunn til at mobiltele­ foner skal være avslått for eksempel om bord i fly.

Elektromagnetiske støykilder Alle elektromagnetiske bølger (EM-bølger) består av et elekt­ risk felt og et magnetisk felt. Egenskapene til slike bølger vari­ erer med frekvensen, men alle går med lysets hastighet. Eksemp­ ler er synlig lys, røntgenstråler og radiobølger. EM-bølger er grunnlaget for mange former for kommunikasjon og informasjonsformidling, så vi er i høyeste grad avhengig av dem. Problemet oppstår når uønskede elektromagnetiske signa­ ler påvirker bruken av et elektronisk system. Elektromagnetiske støykilder kan være naturlige eller skapt av mennesker. Av naturlige fenomener som skaper EM-forstyrrelser, har vi blant annet lyn og kosmisk stråling. Det vil være en håpløs oppgave å lage elektroniske systemer som er upåvirket av denne typen stråling.

Menneskeskapte støykilder De vanligste kildene til interferens er forskjellige elektriske og elektroniske systemer som utstråler energi som en direkte følge av at de blir brukt. Interferens kan også forårsakes av elektro­ statisk utladning eller av en elektromagnetisk puls. Elektriske og elektroniske systemer kan lage forstyrrelser på mange måter. Stråling fra oscillatoren i en radiomottaker, pulse­ rende strøm i datamaskinen, brytertransienter fra en lysbryter osv. Her er noen systemer som er blant de vanligste kildene til for­ styrrelser:

• Tenningssystemeribiler • Elektriske motorer • Industrianlegg • Mobiltelefoner • Strømforsyninger

• Overførings- og fordelingssystemer for kraft • Brytere og kontaktorer

I 5

Elektromagnetisk kopling mellom trinn Et viktig moment når det gjelder elektromagnetisk kompatibili­ tet (EMC), dreier seg om måtene en del av et elektronisk system kan påvirke et annen del av systemet på. Fordi de forskjellige delene eller trinnene i systemet befinner seg nær hverandre, kan energien lett stråle fra en del til en annen. Energien kan også bli ledet mellom dem gjennom signal-, strømforsynings- eller jordledninger. Figur 1.7 viser eksempler på intern EMC-kopling.

Figur 1.7 Eksempler på intern EMC-kopling

Forsterkning av analoge signaler Analogelektronikk handler altså om åforsterke analoge signaler ved hjelp av elektronikk. Signalene vi forsterker, kan ha lav eller høy frekvens. Teknikken er forskjellig når vi forsterker lave og høye frekvenser, og i denne boka har vi konsentrert oss om lave frekvenser. Lavfrekvensforsterkere (LF-forsterkere) blir i ho­ vedsak brukt som lydforsterkere innenfor det frekvensområdet som øret oppfatter som lyd, det vil si mellom 20 og 20 000 Hz, og til daglig kaller vi dem audioforsterkere. Før vi starter med LFforsterkeren, skal vi se på hvordan transistoren blir brukt som spenningsforsterker. Transistoren er en svært viktig komponent i audioforsterkere, og vi bør kjenne godt til hvordan den funge­ rer før vi går videre.

I 6

Figur 1.8 AD/DA-omforming

I7

2

Transistorer

Mål

I dette kapitlet lærer du at en forsterker ikke trenger å være en komplisert krets, men at vi kan lage en enkel forsterker med en transistor.

Du husker sikkert at forsterkere vanligvis er ganske kompliserte kretser som blant annet inneholder mange hal vlederkomponenter. Men vi kan også lage forsterkere med en enkelt transistor.

Før vi studerer virkemåten til transistoren, skal vi se på hvordan en enkel kontrollkrets kan bli brukt til å lage en forsterker.

Figur 2.1 viser to resistorer koplet som en spenningsdeler.

Figur 2.1 En enkel spenningsdeler

Um ~ R, +

' Udd

Justerer vi den variable resistansen i R2 slik at den blir lik R}, blir U halvparten av UDD. Reduserer vi R,, reduseres også UM. Øker vi 7? 2,’ øker U . ut

Vi erstatter 7?2 med noe vi foreløpig ikke har definert, nemlig en kontrollkrets. Den haren inngangsspenning U som kontrolle­ rer resistansen i kretsen. Varierer vi t/ varierer også utgangsspenningen Uu{. Figur 2.2 viser «spenningsdeleren».

Figur 2.2 «Spenningsdeler» med kontrollkrets

Nå er det ikke nødvendig at kontrollkretsen er en spenningsstyrt resistor. I en slik kopling kan vi bruke en hvilken som helst kom­ ponent som er slik at strømmen som går gjennom den. blir be­ stemt av signalet på inngangen.

I9

Utgangsspenningen UM fra forsterkeren kan vi bruke til å drive strøm i en last som vist på figur 2.3.

Figur 2.3 En enkel forsterker med last

Figur 2.3a viser en resistiv last RL som er koplet mellom utgan­ gen på forsterkeren og 0 V (jord). I denne koplingen flyter strøm­ men fra U gjennom R} og inn i lasten. Forsterkeren fungerer som en strømkilde (engelsk: current source). Dersom verdien på Rl er mye større enn R , har R2liten betydning for virkemåten til kretsen. Likevel er maksimal utgangsspenning i denne koplin­ gen begrenset av forholdet mellom R{ og Rv for selv uten strøm gjennom kontrollkretsen kan ikke utgangsspenningen bli større enn

F

.u

Figur 2.3b viser en resistiv last koplet mellom utgangen til for­ sterkeren og t/DD. Her flyter strømmen fra U inn i lasten og vi­ dere gjennom kontrollkretsen. Forsterkeren arbeider strømsynkende (engelsk: current sink).

I mange tilfeller vil det være gunstig å fjerne R} som vist på figur 2.4a og b. Vi unngår det unødige effekttapet i R}.

Figur 2.4 Alternative måter å kople til last på

20

Kontrollkretsen kjennetegnes ved at et signal på en elektrode (inngangselektroden) kontrollerer strømmen som flyter mellom de to andre elektrodene. Det fins en rekke komponenter vi kan bruke som kontrollkretsen I noen av de komponentene som ut­ fører kontrollfunksjonen, blir utgangsstrømmen bestemt av strømmen som flyter i inngangen. I andre er det spenningen på inngangen som bestemmer utgangsstrømmen. Bipolare transis­ torer er et eksempel på strømstyrte komponenter, mens felteffekttransistorene, FET, tilhører den sistnevnte typen. Virke­ måten til felteffekttransistoren avhenger av det elektriske feltet som inngangsspenningen lager.

Felteffekttransistoren ble først utviklet av Shockley i 1952, men det tok omtrent ti år før fabrikantene klarte å lage en driftssikker komponent. Felteffekttransistoren er kanskje den transistortypen det er let­ test å forstå virkemåten til, og den er mye brukt både i analoge og i digitale apparater.

Unipolare transistorer Som du vet, arbeider en bipolar transistor med to ulike typer ladningsbærere, elektroner og hull (bi = to). Hullet er plassen rundt et atom der det mangler et elektron. Denne tomme plassen fun­ gerer som om den var en positiv ladning. I den unipolare tran­ sistoren bruker vi bare én type ladningsbærere, hull eller elekt­ roner (un i = en).

Felteffekttransistoren Du husker kanskje fra elektroteknikken at resistansen i en leder blir bestemt av lengden på lederen, tverrsnittet (arealet) og an­ tallet frie ladningsbærere (resistiviteten) i ledermaterialet. Prin­ sippet for en unipolar transistor er at vi ved å forandre tverrsnit­ tet og resistiviteten i en silisiumstav kan variere resistansen og dermed strømmen gjennom silisiumstaven, som er transistoren. Det gjør vi ved hjelp av et elektrisk felt, og det har gitt transistor­ typen x\rd\x\etfelteffekttransistor (FET). Resistansen i en leder:

A A = ledertverrsnitt

p = resistiviteten l = lengden på lederen

2I

Figur 2.5

Vi har to typer felteffekttransistorer, sjikt-felteffekttransistoren, som vi kan forkorte JFET (engelsk: junction field effect transis­ tor) og metalloksid-felteffekttransistoren MOSFET (engelsk: metal oxide semiconductor). Virkemåten til en JFET og en MOSFET er ganske lik. Begge haren kanal med dopet silisium. Utenfor kanalen er det silisium med motsatt doping. Som du husker, betyr det at dersom kanalen er N-dopet, da er materialet utenfor kanalen P-dopet.

overgang

junction

bipolar

bipolar

unipolar

unipolar

JFET Når vi kopler en PN-overgang i sperreretningen, blir området nærmest PN-overgangen tømt for frie ladningsbærere. Vi får et sperresjikt. Sperresjiktet i en PN-overgang blir bredere jo større sperrespenning vi legger på. Det betyr at jo mer vi øker sperre spenningen, desto større blir resistansen i kanalen (se figur 2.6). Vi kan med andre ord styre strømmen gjennom kanalen med en sperrespenning på PN-overgangen. Legg merke til at det er en sperrespenning, og det betyr at strømmen i PN-overgangen blir svært liten. Signalet - spenningen - som vi styrer med, blir koplet til en svært stor resistans på 10 MQ. Derfor blir strømmen til styre elektroden ekstremt liten. Til sammenlikning er inngangsresistansen i en bipolar transistor ca. 10 kQ.

Elektrodene i felteffekttransistoren har fått andre navn enn elekt­ rodene i den bipolare transistoren. Kollektoren kaller vi dren (engelsk drain - D), emitteren kilde (engelsk source - S), og elektroden som tilsvarer basis i den bipolare transistoren, kaller vi styreelektrode (engelsk: gate - G).

22

©@

Sperresjikt

@@

Figur 2.6 Sperresjiktet øker jo høyere sperrespenning vi legger på

PN-diodene er koplet i sperreretningen. Ingen strøm, bortsett fra lekkasjestrømmen, går til styreelektroden (G). Sperreresistansen er svært stor.

= +u.

Feltlinjene fra S til G bremser elektroner. Bare en liten del av feltet fra D kommer til S og trekker til seg elektroner.

Gjør vi UG tilstrekkelig negativ, kan vi sperre strømmen. En signalpulserende likespenning på G gir en pul­ serende likestrøm.

Figur 2.7 Felteffekttransistoren JFET

Styringen av strømmen /D i en JFET skiller seg klart fra styrin­ gen av Z i en bipolar transistor. 1 en FET blir strømmen styrt av det elektriske feltet fra en PN-overgang koplet i sperreretningen (i den bipolare transistoren er det jo basisstrømmen ZB som sty­ rer). En FET har derfor stor inngangsresistans, liten inngangsstrøm og liten inngangseffekt. Inngangsspenningen t/GS (t/BE) kan derimot styre en stor strøm, ZD, og effektforsterkningen kan der­ for bli svært stor. JFET fins både med N-kanal og P-kanal.

Sperrende E-felt

MOSFET Felteffekttransistorer av MOS-typen arbeider etter det samme prisippet som JFET, det vil si at det er et elektrisk felt som styrer strømmen gjennom transistoren. Den viktigste forskjellen er at MOS-typen har et isolasjonssjikt av silisiumoksid mellom styreelektroden og kanalen. Det er dette sjiktet som har gitt tran­ sistoren navnet - metal-oxide-semiconductor. Isolasjonssjiktet øker inngangsresistansen betydelig til verdier på over 100 MQ.

R«nn = 100 MQ

23

Det fins to typer MOSFET: selvledende og selvsperrende.

selvledende

depletion type

selvsperrende

enhancementtype

Selvledende MOSFET I likhet med en JFET har en selvledende MOSFET en ledende kanal i normaltilstanden. Vi kan redusere ledningsevnen til ka­ nalen ved hjelp av det elektriske feltet mellom kanalen og styre­ elektroden (gate).

Ettersom kanalen da blir tappet (utarmet) for frie ladningsbæ­ rere, kaller vi denne typen av MOSFET også utarmingstypen. Se figur 2.8.

B = substrat (basismaterialet)

Figur 2.8 Selvledende MOSFET

Selvsperrende MOSFET En selvsperrende MOSFET har et isolerende sjikt mellom øy­ ene som utgjør kollektor (dren) og emitter (kilde). Se figur 2.9.

Figur 2.9 Selvsperrende MOSFET

Dersom vi gjør styreelektroden positiv i forhold til kilden (emitteren), blir de positive ladningsbærerne i P-materialet nær­ mest styreelektroden skjøvet bort. Dette området får dermed et

24

overskudd av negative ladningsbærere. Det kan da dannes en forbindelseskanal mellom dren (kollektor) og kilde slik at tran­ sistoren kan lede strøm. Styreelektrode

Figur 2. JO I alle praktiske oppkoplinger kopler vi sammen B og S

En enkel FET-forsterker I en felteffektforsterker styrer inngangsspenningen UGS utgangsstrømmen I[y Vi kan derfor bruke transistoren som kontrollkrets i den forsterkeren vi har sett på tidligere. En slik kop­ ling er vist på figur 2.11. Sammenlikn med figur 2.3.

Figur 2.11 FET-forsterker med egen forsyningsspenning til styreelektroden (G)

Alle typer felteffekttransistorer kan tilpasses den kretsen vi har på figur 2.11, ved at vi velger passende verdier på spenningen UGG. Dersom vi bruker en N-kanal-transistor, er spenningen po­ sitiv for selvsperrende MOSFET, negativ for JFET og til vanlig null for selvledende MOSFET. For P-kanal-transistorer må vi snu polariteten.

25

I kretsen på figur 2.11 blir inngangssignalet tilført mellom styreelektroden og kilden, og utgangssignalet tar vi mellom drenet og kilden. Kilden er felles for inngangskretsen og utgangskretsen. Forsterkere som er koplet på denne måten, kaller vifelleskildeforsterkere. Jamfør med fellesemitterkoplede forsterkere.

Det er ofte upraktisk å bruke en egen strømforsyning til styreelektroden. Vanligvis får vi den nødvendige spenningen til styreelektroden gjennom et forspenningsarrangement med ut­ gangspunkt i matespenningen Z7 . For selvledende MOSFET er forspenningen normalt null volt, og det oppnår vi ved ganske enkelt å kople R( til jord. Se figur 2.12.

Figur 2.12

En selvsperrende MOSFET trenger en forspenning som har en annen verdi enn null volt. Forspenningen må ligge mellom t/DD (drenforsyning - drain supply) og 6;'ss (kildeforsyning - source supply), og vi kan bruke to resistorer i en spenningsdeler som vist på figur 2.13.

Figur 2.13

For JFET ligger forspenningen utenfor området t/ -[/ s. I dette tilfellet er det vanlig å bruke en resistor mellom kilde og jord. Se figur 2.14. Strømmen som flyter gjennom denne resistoren, for­ årsaker et spenningsfall som gjør spenningen på kilden mer

26

felleskildeforsterker

common source amplifier

positiv enn Uss. Hvis nå resistoren på inngangen (styreelekt­ roden) er koplet til jord (t/ss), vil styreelektroden være riktig forspent i forhold til kilden. Denne måten å kople på kaller vi automa tiskfo rspenn ing.

Figur 2.14

Ekvivalentkretsen til en FET-forsterker I felteffekttransistorene er det et ulineært forhold mellom ID og [J- Se figur 2.15. For små verdier av Lf (A LO kan vi likevel si at karakteristikkene representerer en lineær funksjon. Stignin­ gen (steilheten) til funksjonen har betegnelsen gm.

Den blir definert som A/ D

AUGS

Vi kan nå lage en modell eller en ekvivalentkrets for felteffekt­ transistoren. Modellen kan bare brukes for små signaler (innen­ for en lineær del av overføringskarakteristikken). En slik småsignalekvivalentkrets for en felteffekttransistor er vist på figur 2.16.

27

Figur 2.16 En småsignalekvivalentkrets for felteffekttransistoren

gm representerer forholdet mellom de små forandringene i inngangsspenningen, At/(.s, og de små forandringene som dette fø­ rer til i drenstrømmen A/iy Forholdet mellom disse små endrin­ gene er stigningen til grafen (overføringskarakteristikken) på fi­ gur 2.15 innenfor arbeidsområdet. Vi kaller dette forholdet, ------, altså strøm delt på spenning, konduktans. g har benev-

ningen Siemens (S) og er det samme som Q '. Merk deg at gm er - -^D og ikke —— ^^GS UGS

1 transistormodellen finner vi også en resistor, r Det er fordi dren-kilde-spenningen øker med drenstrømmen og gjør at hel­ ningen på linjene i utgangskarakteristikken stiger i metningsområdet. Verdien til rd er gitt av helningen på disse linjene.

Figur 2.17 Utgangskarakteristikken for en N-kanal JFET

Vi kan nå lage et ekvivalentskjema (figur 2.18) av forsterkeren på figur 2.11. Signalmessig er Um og t/ss det samme punktet, og rd kommer derfor i parallell med lasten R{. I denne koplingen har vi brukt en enkelt resistor, RG, for å gi forspenning til styre­ elektroden. Bruker vi en spenningsdeler i forspenningsnettverket, vil de to resistorene komme i parallell i ekvivalentskjemaet.

28

Figur 2.18

Ekvivalentskjemaet gir oss en god regnemodell når vi skal be­ regne forsterkning, inngangsresistans og utgangsresistans i en FET-forsterker.

EKSEMPEL 2. / Beregn forsterkning, inngangsresistans og utgangsresistans for denne forsterkeren når ra. er 100 kQ og °m g =2 mS.

Figur 2.19

Først bestemmer vi ekvivalentkretsen for forsterkeren.

• Mgs • Od //RL )

“ut =

“gs = “inn

^u= —= -^m-Od//l?L) “inn

Fu=-2.10-.10010/2’21°:=-4,3 100 103+ 2.2 103

= 29

Minustegnet viser at vi har en inverterende forsterker. Inngangsresistansen er ganske enkelt Rc.

-inn =RG =1MQ

Utgangsresistansen er gitt av r = rJ/R. 2,2-10^

100-103 + 2,2-103

—=

Vanligvis er rd (50-100 k£l) mye større enn lastresistansen, og vi kan se bort fra rd. Forsterkningen kan vi da uttrykke som •R

Nå kan vi ikke uten videre øke forsterkningen ved å øke RL, fordi den siste også påvirker ID, som flyter enten vi har signal eller ikke. Vi må derfor være oppmerksomme på likespenningsforholdene i forsterkeren.

Forspenning Forspenningsarrangementet til en forsterker bestemmer strøm­ mer og spenninger når vi ikke har noe inngangssignal. En slik tilstand kaller vi for øvrig hviletilstanden til kretsen. Spesielt viktig er / (hvilestrømmen i dren), som igjen påvirker hvilespenningen på utgangen.

I kretsen på figur 2.11 er drenstrømmen påvirket av R{ og av strøm-spenning-karakteristikken til transistoren. Hvis forholdet mellom drenstrøm og drenspenning i transistoren var lineært, som i en resistor, ville det vært enkelt å beregne komponentverdier for en passende hvilespenning på utgangen. Nå ser vi på figur 2.17 at det ikke er tilfellet, og det kan derfor bli noe kompli­ sert å bestemme betingelsene for hviletilstanden. En måte å løse problemet på er å bruke en grafisk teknikk kjent som lastlinje. Når det flyter en strøm gjennom transistoren, fly­ ter den også gjennom lastresistoren, og vi får et spenningsfall over den. Spenningen på drenet blir da matespenningen U mi­ nus spenningsfallet over lastresistoren, I • R Figur 2.21 viser drenspenningen for forskjellige verdier av drenstrømmen. Når drenstrømmen er null, er det ikke spenningsfall over R{, og dren­ spenningen blir lik matespenningen UDD. Når drenstrømmen øker, minker UDS, og helningen på linjen blir det inverse av last­ resistansen.

30

Figur 2.21

Både figur 2.17 og figur 2.21 viser forholdet mellom drenstrøm og drenspenning i forsterkeren vår. Driftsbetingelsene i forster­ keren må tilfredsstille begge forhold. Vi plotter derfor begge ka­ rakteristikkene inn i den samme grafen, slik det er vist på figur

Den rette linjen i grafen kaller vi lastlinje fordi den viser hvilken betydning lastresistoren har for drenspenningen. Skjærings­ punktet mellom lastlinjen og en av linjene i utgangskarakteristikken representerer et punkt der begge forhold er tilfredsstillt. Ta som eksempel punkt A i grafen. Grafen viser at UGS er C/GS(A), drenstrømmen blir /D(A) og drenspenningen (som også er ut­ gangsspenningen) blir f/DS(A). Merk deg at ettersom summen av spenningen over lastresistoren og spenningen over transistoren må være lik matespenningen, vil avstanden fra null til (7DS(A representere spenningen over transistoren, og avstanden fra t/DS til Um vil være spenningen over lastresistoren. 3 I

Dersom vi øker spenningen på styreelektroden til t/GSB, vil drenstrømmen øke og drenspenningen minke. Vi ser at lastlinjen viser hvordan drenstrømmen og drenspenningen varierer for ulike spenninger på styreelektroden. I utgangskarakteristikken er noen av linjene som vi kan tegne inn i diagrammet, markert. Figur 2.21 viser karakteristikken til en forsterker med en be­ stemt verdi på R{. Dersom vi endrer denne verdien, vil helningen på lastlinjen endre seg, og det påvirker igjen egenskapene til for­ sterkeren. I praksis blir konstruktøren stilt overfor problemet med å velge en verdi på Rt som gir forsterkeren best mulig ytelse. Det kan en få til ved å velge et punkt på karakteristikken som svarer til transistorens hviletilstand. Dette punktet kaller vi arbeidspunktet. Vi starter med utgangskarakteristikken for tran­ sistoren, men uten å kjenne verdien på lastresistoren. For å be­ stemme verdien på lastresistoren må vi velge det ideelle arbeids­ punktet. Vi antar at vi har valgt punkt A på figur 2.22 og trukket en linje gjennom dette punktet til U[)D på den horisontale aksen. Da har vi tegnet inn lastlinjen. Resistansen til RL finner vi ved å måle helningen på denne linjen. Når arbeidspunktet er kjent, vil også UGS være kjent, og vi kan bestemme forspenningskretsen.

Arbeidspunktet bestemmer hviletilstanden til kretsen og define­ rer på den måten hvilestrømmen i dren og hvilespenningen på utgangen. Når vi tilfører et inngangssignal til kretsen, vil varia­ sjonene i spenningen til styreelektroden få kretsen til å flytte seg langs lastlinjen på hver side av arbeidspunktet. Dersom inngangssignalet er stort nok, kan vi risikere at kretsen når det ohmske området, eller at den når grensen for matespenningen. I begge tilfeller blir utgangssignalet forvrengt. Trenger vi et stort utgangssignal, er det derfor viktig at vi velger riktig arbeidspunkt.

Valg av arbeidspunkt På figur 2.23 har vi skravert områder i utgangskarakteristikken som vi skal unngå når vi velger arbeidspunkt. Område A er det ohmske området. Det bør vi ikke bruke fordi drenstrømmen er sterkt avhengig av drenspenningen i dette området. Når vi kon­ struerer en lineær forsterker, ønsker vi at drenstrømmen skal være avhengig av inngangssignalet og ikke av spenningen over transistoren. Område B unngår vi også. Alle transistorer har en maksimal tillatt drenstrøm. Overskrider vi den, kan komponen­ ten bli ødelagt. Område D begrenser spenningen over transisto­ ren (engelsk: breakdown voltage). Legger vi arbeidspunktet i område C, blir effekttapet for stort. Når vi skal velge arbeids­ punkt, må vi altså holde oss unna de fargede områdene.

32

For å oppnå maksimal forsterkning uten at signalet blir for­ vrengt, blir arbeidspunktet vanligvis plassert midt mellom ma­ tespenningen og metningsområdet. Når arbeidspunktet er valgt, trekker vi lastlinjen fra matespenningspunktet på horisontalaksen gjennom arbeidspunktet til vertikalaksen. Verdien til U i arbeidspunktet bestemmer forspenningskretsen til styreelektro­ den, og helningen på lastlinjen bestemmer størrelsen på lastre­ sistoren. Posisjonen til arbeidspunktet viser hvilespenningen på utgangen og drenstrømmen i hviletilstand. Et inngangssignal får «kretsen» til å bevege seg langs lastlinjen på hver side av arbeidspunktet som vist på figur 2.24. Det fører til endringer i drenstrøm og utgangsspenning. Ved å sammenlikne størrelsen på inngangssignalet og det signalet vi får på utgangen, kan vi bestemme forsterkningen.

33

Betegnelser Det fins ingen europeisk standard for å betegne felteffekttransistorer. og vi bruker derfor den amerikanske, der 2N ... kan være en bipolar transistor eller en JFET, og der 3N ... betegner en MOSFET.

På figur 2.25 har vi satt sammen overføringsdiagrammer for de bipolare og de unipolare transistorene.

Figur 2.25 Overføringsdiagrammene for en bipolar og noen unipolare transistorer. U er strupespenningen (engelsk: pinch-off-voltage), det vil si den spenningen der transistoren strupes (jf. UBF inn

^inn

P R (U 2 6 = 10 log—^-= lOlog—-^ = lOlog inn

■^inn

\

inn

R-

}

(dB)

^ut /

^nn

X «F G = 10 log

2

(dB)

\ *ut ;

u,

6 = 20 log-^-

R

y

(dB)

rm

Som du ser, har vi både inngangs- og utgangsresistans i uttryk­ ket. Det er naturlig ettersom forsterkningen i desibel tar utgangs­ punkt i et effektforhold. Formelen gir det samme resultatet der­ som vi bruker effektforholdet.

43

EKSEMPEL 3.4 I forsterkeren vår var U. =\S)\,U =3,I6V, R = 100 kil og Rut= 100Q. Det gir

1 • 105 om 3’16 G = 20 log------(dB) 100 11CT G = 20 log3160-31,6 (dB) r

G = 20 log 100 000 (dB) G = 20-5 = 100 (dB)

Obs Det går fram av eksemplet at G blir like stor som da vi brukte effektene. Men når vi måler signalnivåer med et instrument som viser spenning, tar vi i prak­ sis ikke hensyn til resistansene i målepunktene, vi måler bare spenningene.

Vi setter derfor R ut =R inn,’ og° forholdet — blirl. D ^ut

Formelen for spenningsforsterkningen uttrykt i desibel blir der­ for Fv = 20 log-^- (dB)

Spenningsforsterkning

Fu=201og-^ (dB)

'“Ann

inn

EKSEMPEL 3.5 I forsterkeren var U.m = 1,0 mV og UM = 3,16 V Det gir Fu = 201og^lÉ_ (dB) 0,001

Fv = 20 log 3610 (dB) Fv = 70 (dB)

Når vi snakker om forsterkning uttrykt i desibel, må vi være klar over om det gjelder effektforsterkningen eller spenningsfor­ sterkningen.

44

Desibel - et sammenlikningstall Det er viktig å forstå at begrepet desibel angir forholdet mellom to tall. Vi bruker briggske logaritmer (grunntall 10) for å få en passe størrelse på tallene. Desibelbegrepet bruker vi først og fremst i teleteknikken og i akustikken. Desibel er på den måten et sammenlikningstall, som gjør det mulig å sammenlikne for eksempel to lydstyrker eller to effekter.

For å kunne sammenlikne forskjellig utstyr har vi normert visse tall som vi bruker som referanse ved målinger. Lydtrykksnivået OdB er satt til lydtrykket 20 mikropascal (pPa). Spenningen som blir generert på en dipolantenne, er referanse i antenneteknikken og blir betegnet desibel dipol (dBd).

I antenneteknikken bruker vi også betegnel­ sen dBp (uttales d-b-mikrovolt). I |1V = 0 dBp.

I audioteknikken er det framfor alt to referanser som er viktige. Vi har normert en viss effekt som nullreferanse, nemlig 1 mW ved 600 Q. Vi betegner den 0 dBm (m står for milliwatt). 0 dBm = 1 mW/600 Q

Hvor stor blir da spenningen? Ettersom P =----- , kan vi be­ regne spenningen:

U=

l’K = \IO"’-6OO = ', 0,6 = 0,775 V

Vi har da at 0 dBm = 0,775 V ved 600 Q

I forsterkerteknikken bruker vi ofte referansenivået 0,775 V, uten at vi behøver å ta hensyn til hvilken resistans vi har i målepunktene. Denne referansen kaller vi 0 dBu (u betegner spen­ ning). Altså:

0 dBu = 0,775 V

På side 46 ser du en tabell som angir desibeltallet for effektforhold og spenningsforhold. Legg merke til at en tre desibels forsterkning betyr at effekten er doblet, og at spenningen er blitt

v 2 ganger større (1,41). En dobling av spenningen svarer til 6dB.

45

Omregningstabell fra desibel til effekt- og spenningsforhold

dB

Effektforhold

Spennings­ forhold

0,1

1,02

1,01

7,5

5,62

2,37

0,2

1,05

1,02

8,0

6,31

2,51

0,3

1,07

1,03

8,5

7,08

2,66

0,4

1,10

1,05

9,0

7,94

2,82

0,5

1,12

1,06

10,0

10,0

3,16 3,55

dB

Effektforhold

Spennings­ forhold

0,6

1,15

1,07

i i,o

12,6

0,7

1,17

1,08

12,0

15,8

3,98

0,8

1,20

1,10

13,0

19,9

4,47

0,9

1,23

25,1

5,01

1,26

1,1 । 1,12

14,0

1,0

15,0

31,6

5,62

1,2

1,32

1,15

16,0

39,8

6,31

1,5

1,41

1,19

17,0

50,1

7,08

2,0

1,58

1,26

18,0

63,1

7,94

2,5

1,78

1,33

19,0

79,4

8,91

3,0

1,99

1,41

20,0

100,0

10,0

3,5

2,24

1,50

25,0

3,16 • I02

17,8

4,0

2,51

1,58

30,0

1 • 103

31,6

4,5

2,82

1,68

35,0

3,16 • I03

36,2

5,0

3,16

1,78

40,0

1 • I04

100,0

5,5

3,55

1,88

50,0

1 • I05

316

6,0

3,98

1,99

60,0

1 • I06

1 000

6,5

4,47

1 • I08

10 000

5,01

2,1 1 2,24

80,0

7,0

00,0

1 • I010

100 000

(7ut Har vi for eksempel ------ = 24 , kan vi skrive 24 = 10 • 2,4 ^inn

og deretter gå inn i tabellen og finne desibeltallene for 10 og 2,4. For tallet 10 blir desibeltallet = 20, og for tallet 2,4 blir det ca. 7,5. Det totale antallet desibel blir da: 20 + 7,5 = 27,5 dB

Har vi i stedet for eksempel 24 dB og søker det tilsvarende spenningsforholdet, får vi 24 dB = 20 dB + 4 dB. Ved hjelp av tabellen finner vi at 20 dB = 10 og 4 dB = 1,58. Spennings­ forholdet for 24 dB blir da 10 • 1,58=15,8 ganger.

46

Forsterkning i flertrinnsforsterkere Vanligvis består en spenningsforsterker av flere seriekoplede (kaskadekoplede) trinn. Spenningsforsterkningen for hele kje­ den er produktet av forsterkningen i hvert enkelt trinn. Dersom vi har to trinn med forsterkningen F{ ;| og Fw, blir den totale for­ sterkningen f'u=Fui'Fu2 (ganger) Uttrykt i desibel blir Fu = Fu, + Fu2(dB)

Vi antar at vi har en spenningsforsterker med to trinn. I det første trinnet blir signalet forsterket fra 50 mV til 2,0 V og i det andre fra 2,0 V til 50 V. Hvor stor er da den totale forsterkningen uttrykt i desibel?

Fl for trinn 1 blir F.,, = 20 log—=— = 32 dB Ul 50-10

F{ for trinn 2 blir

Fu2 =20 logy = 28 dB

Den totale FL, = 32 + 28 = 60 dB, det vil si 1000 ganger.

Figur 3.7 Kaskadekoplede trinn

47

dB-merking på instrumenter Moderne voltmetre har nesten alltid desibelskalaer. Dessuten er måleområdebryteren tilpasset desibelbegrepet med intervaller på 10 desibel mellom bryterstillingene. Legg merke til at 0 dBm er markert ved normert nivå, det vil si 0,775 V.

Figur 3.8 Audiovoltmeter. Legg merke til 0 dBm-nivået

I en kopling blir signalet mange steder dempet. Demping er det motsatte av forsterkning, og det blir også uttrykt i desibel.

demping

Vi tar som eksempel en vanlig spenningsdeler som den du ser på figur 3.9. Her er U større enn U , og det er derfor snakk om demping.

Vi bruker den samme formelen som når vi beregner forsterk­ ning: Fv = 20 log-Ls. = 20 log— = 20 • (-0,60) = -12 dB 4,0

Vi ser her at logaritmen blir negativ, og det blir dermed også for­ sterkningen Fl. En negativ forsterkning er en demping. Ettersom t/.nn alltid er større enn UM ved demping, kan vi også skrive

F, = 20 log

= 20 log 4 = 20-0,60 = 12 dB ut

48

Figur 3.9

attenuation

Vi kan derfor si at dempingen er 12 dB, eller at forsterkningen er -12dB. Funksjonsgeneratoren er et vanlig instrument som genererer signalspenninger, for eksempel sinusspenninger og firkantspenninger. Den inneholder også en dempesats. Med dempesatsen kan vi dempe utgangssignalet i ulike trinn, for eksempel 20 dB og 40 dB.

Figur 3.10 Funksjonsgenerator

Vi antar at vi har en funksjonsgenerator der amplituden på ut­ gangssignalet kan reguleres til mellom 2 Vt bog 30 Vt b uten dem­ ping. Dersom vi trykker inn knappen for 20 dB demping, blir signalet dempet 10 ganger, ettersom 20 = 20 log x (dvs. x = 10 ganger).

Vi kan så fininnstille signalet mellom 0,2 Vt b og 3,0 Vt b. Vær oppmerksom på at i noen funksjonsgeneratorer blir demp­ ingen addert dersom vi trykker inn to eller flere knapper samti­ dig. for eksempel 20 dB + 40 dB = 60 dB.

Måleøving 2

Frekvenskurven til forsterkeren Frekvensområdet til en forsterker blir alltid begrenset av reaktansene som inngår i forsterkeren.

I moderne audioforsterkere er reaktansene alltid kapasitive, det vil si at de består av kondensatorer. Vær oppmerksom på at det ikke behøver å være fysiske kondensatorer; like ofte er de uøn­ skede kapasitanser, for eksempel i en transistor eller mellom to koplingstråder. Generelt kan vi si at de fysiske kondensatorene bestemmer den laveste frekvensen, mens de andre bestemmer

49

den høyeste. Grensefrekvensene i en forsterker er de frekven­ sene der signalet har minket med tre desibel i forhold til signal-

Frekvenskurven til en forsterker viser hvordan forsterkningen varierer over hele tonefrekvensområdet når vi mater med spen­ ninger som har den samme amplituden, men ulike frekvenser. På figur 3.11 ser du en slik kurve der forsterkningen er tegnet som en funksjon av frekvensen. Vanligvis graderer vi forsterkningen i desibel (dB) og setter verdien ved 1000 Hz som referanse, 0 dB. Hvis det skjer forandringer i forsterkningen, i desibel, ved andre frekvenser beregner vi dem alltid i forhold til denne referansen.

Øret kan oppfatte en endring på +/-3 dB. Frekvensområdet for en forsterker regnes derfor mellom de punktene i tonekurven der forsterkningen har falt med tre desibel. Se figur 3.11. Forsterk­ ningen kan avta ved både lave og høye frekvenser. Den nedre grensen, i vårt tilfelle 20 Hz, kaller vi nedre grense­ frekvens (f), og den øvre grensen (20 000 Hz) kaller vi øvre grensefrekvens (f). Området mellom -3 dB-punktene er forsterkerens båndbredde. I vårt tilfelle er den mellom 20 og 20 000 Hz. For forsterkeren er -3 dB-punktene svært viktige. Det er dels fordi utgangseffekten er halvert på dette nivået, dels fordi utgangssignalet er fasedreid 45° i forhold til inngangssignaiet.

Filter Et filter er et nettverk som blir brukt til å skille signalspenning­ ene fra hverandre. Med det mener vi at vi slipper igjennom sig­ nalspenninger innenfor et bestemt frekvensområde, mens sig­ naler med andre frekvenser blir dempet eller sperret i filteret.

50

båndbredde

cut-off frequency bandwidth

lavpassfilter

low pass filter

høypassfilter

high pass filter

grensefrekvens

Måleøving 3

Det som først og fremst har interesse når vi arbeider med filtre, er forholdet mellom signalspenningen vi får ut av filteret, og det vi påtrykker filteret. Dersom den signalspenningen vi får ut av fil­ teret, er større enn den vi påtrykker inngangen, har vi fått en for­ sterkning i filteret. Er derimot den signalspenningen vi får ut av filteret, mindre enn den påtrykte signalspenningen, har vi en demping i filteret.

Lavpassfilter Vi kan se på et filter som en frekvensavhengig spenningsdeler.

På figur 3.12 ser du et enkelt lavpassfilter. Ettersom XQ avtar ved høye frekvenser, kommer også Uui til å avta når frekvensen til signalene øker. Koplingen påvirker ikke signaler med lav fre­ kvens, og de kan derfor passere uhindret. Av den grunn har de fått navnet lavpassfilter. Hva som er lave frekvenser for filteret, og hva som er høye, bestemmer vi gjennom verdiene på R og C. Legg merke til at L/.nn er summen av spenningene Lf og U . Utgangsspenningen, U , kan vi skrive slik:

Ved lave frekvenser er Xc svært stor i forhold til R. og nevneren blir ~ Xc. X(: i telleren kan vi da forkorte bort mot Xc i nevneren, o gc L/ut blir lik U.inn . For filteret har vi da ved lave frekvenser at U.inn

Fl. blir da

£7inn

Forsterkningen, uttrykt i desibel, blir

= 20 log 1 = 20 • 0 = 0 dB

Fv = 20 log inn

5 I

Forsterkningen er altså 0 dB ved lave frekvenser.

Ved den frekvensen der R = XnL , blir forsterkningen: R = X, R = ——

2æ/C

2nRC ø

Men

20 log-— = -3 dB (demping)

Vi får dermed den øvre grensefrekvensen,/o, når Xc = R. Se figur 3.13.

Figur 3.13 Frekvenskurve og viserdiagramfor lavpassfilter

Legg merke til at UM ligger faseforskjøvet 45° etter Umn. Merk deg også at der frekvenskurven begynner å falle, synker den med 6 dB/oktav. En oktav er en dobling eller halvering av frekvensen. Avstanden 1 kHz til 2 kHz tilsvarer altså en oktav. Denne filtertypen kaller vifilter av første grad. Senere skal vi ta for oss filtre av andre og tredje grad osv., der forsterkningen av­ tar med 12,18 osv. desibel per oktav.

EKSEMPEL 3.6 I et lavpassfilter er R = 1,0 kf>, og C = 330 nF. Beregn/o. = 1,0 Q

106

2?r-1000-330 10"’ 52

660tt

= 482 Hz

Høypassfilter Som navnet sier, slipper et høypassfilter igjennom høye frek­ venser, men sperrer for lave. På figur 3.14 ser du et høypassfilter og symbolet for det. R = XC R= — InfC

f= — 2xRC

f=f ' Jn

Ved høye frekvenser er reaktansen X( liten, og det er dermed også spenningen over kondensatoren. Den største delen av inngangsspenningen ligger over R, det vil si at UR = (7 øker med frekvensen. Når X(. = R, får vi også her, på samme måte som før lavpassfilteret, at u=

, dvs. -3 dB

Vi får derfor en nedre grensefrekvens, /, når Xc = R. Se figur

Figur 3.15a Frekvenskurve for høypassfilter

Figur 3.15b Viserdiagram for høypassfilter

Legg merke til at U nå ligger foran t/jnn.

53

Koplings- og avkoplingskondensatorer i en forsterker bestem­ mer forsterkerens nedre grensefrekvens, mens kondesatorene inne i transistorene bestemmer den øvre grensefrekvensen.

I mange moderne forsterkere mangler disse komponentene, og vi får/n = 0 Hz. Det betyr at forsterkeren kan forsterke signaler med frekvensen 0, det vil si likespenninger.

Sammendrag En oktav er en dobling (eller halvering) av frekvensen. Et høypassfilter senker forsterkningen med 6 dB/oktav under grensefrekvensen, og et lavpassfilter senker den med like mye over den. Et slikt filter er av første orden (grad).

Noen fabrikanter bruker 20 dB/dekade i stedet for 6 dB/oktav, og det er akkurat like mye. En dekade er en forandring med en tierpotens, for eksempel fra 610 Hz til 6100 Hz. Iblant seriekopler vi to eller flere filtre med den samme grense­ frekvensen. Vi får da filtre av andre, tredje osv. orden. I et filter av andre orden synker signalet med 12 dB/oktav, og i et filter av tredje grad synker det med 18 dB/oktav over eller under grensefrekvensen.

Beregning av CE Så kan vi vende tilbake til vårt avkoplede FE-trinn (figur 3.17). Vi antar at vi har et avkoplet FE-trinn som skal forsterke et signal der den laveste frekvensen er 20 Hz, det vil si vi godtar at

54

frekvenskurven har sunket med tre desibel ved 20 Hz (se figur 3.18).

Figur 3.17 Avkoplet FE-trinn

Figur 3.18 Nedre grensefrekvens

Det innebærer at reaktansen i kondensatoren ved 20 Hz skal være like stor som resistansen mellom emitter og jord. For sig­ naler (vekselstrømmer) er denne resistansen mellom 10 og 40 ohm. For å være på den sikre siden velger vi den laveste ver­ dien Xc= 10Q.

xCE =—-— 2^-/n-CE

Q =------- -------- =--------------- = 800 uF 2æ/„-Xce 2æ-20-10

Vi må altså ha en så stor verdi på CE at en elektrolyttkondensator er det eneste alternativet. Ofte finner vi elektrolytter på 1000 pF som avkoplingskondensatorer i FE-trinn. Det betyr at avkoplingskondensatoren er den dyreste komponenten i trinnet. Se­ nere skal vi se nærmere på et spesielt FE-trinn som kalles differansetrinnet. I differansetrinnet trenger vi ingen avkoplingskondensator selv om trinnet arbeider som avkoplet, helt ned til frekvensen 0 Hz.

Måleøving 4

En transistormodell For at det skal bli lettere å beregne transistortrinn, oppgir fab­ rikantene ofte cirkaverdier for h-parameterne (se databladet på neste side). Med disse verdiene og en modell av en transistorkopling kan vi bestemme eller beregne de viktigste funk­ sjonene til et trinn.

55

BC547A BC548A

BC547B BC548B

BC547C BC548C

typ.

90

150

270

>

110

200

420

typ.

180

290

520




1.6

3.2

6 kQ

typ.

2.7

4.5

8.7 kQ




125

240

450

typ.

220

330

600


ut|

+ H>Y /Pk J "f

7

Km- + H> — Kv

M+K

45-10-\ff(ps)

45- 10Uff(|Xs)

7out) toff 2 11pk V VRIPPLE

Un"

y

4-

y

y \

Kn k

' Hut

Kut + Vd Un - Hat

y _ y ( VIN 'SAT

+ vc 3

+ K)

Note I: V$AT - Saturation voltage of the switching element

(7pk —

lVpk ~

V

Kn

y VOUT

Uout

Hat')

UN ~ *5AT

'

0,33

Hn

+ H, —

45 ■ 10 5 foff (jas)

Efficiency

204

r |ZOff ypk

8 ° VRIPPLE

VD - Forward voltage of the flyback diode

+ K ~

)Hjut

..

Ipk

poUT + K> ~

loff

^pk^on + ^off)

2

fKv +

7OUT(max)l

V fOUT + V UO

c0

^INlavg)

or

Kn ~ Hat

yOUT T yD L

L

Hat |

UN “ UJAT

'

f?sc

Inverting

2

\

+ H) — VSJ

7qUt)

^off

1Ipk V'RIPPLE

|KxJt| + H> Un + |H)Lit + K> — Hat

^pk (

2

ZpL

^pk

2

2

f______H)Ut| Un

3

J

+ VD___________ 3

+ V0UT| + VD —

Hat

J

Colour code - resistor For fixed linear resistors Carbon film (CR) 2 % Metal film (SFR 25) 2 %, 5 % Metal film (SFR 25 H) 2 %, 5 % Metal film (SFR 25) 5 % Metal glazed (VR)5 %, 10 % *) The white ring on the NFR25H indicates apower of 0,5 W

Metal film (NFR 25 H) 5 % Metal glazed (VR) I %

Metal film precision (MPR) 0,1 % to 0,5 %

Metal film precision (MR + MRS) 0,5 %, I % Power metal film (PR) 5 %

(EZZD

205

Engelsk-norsk ordliste A AC (altemating current)

adapt. interface alternating current attenuation

I vekselstrøm, vekselspenning tilpasse vekselstrøm, vekselspenning demping

input bias voltage

J junction filed effect transistor junction

B bandwidth bipolar boost booster bootstrap coupling breakdown voltage

båndbredde bipolar forsterke tilleggsforsterker selvheverkopling spenningen over transistoren

C chip common mode rejection ratio

common mode common source amplifier constant current constant voltage control element converter current gain current mirror current sink current source cutoff cut-off-frequency

forspenning

sjikt-felteffekttransistor JFET overgang

L low pass filter

lavpassfilter

M metal oxide semiconductor

metalloksid-felteffekt transistor MOSFET

O brikke

undertrykking av signaler med samme fase signaler med samme fase felleskildeforsterker konstant strøm konstant spenning kontrollelement omformer, strømretter strømforsterkning strømspeil strømsynkende strømkilde sperret grensefrekvens

off-line offset voltage on-Iine open loop oscillate

frakoplet offsetspenning direktestyrt åpen sløyfe oscillere, svinge

P phase-shift pinch-off-voltage power amplifier preamplifier push-pull coupling

faseskift strupespenning effektforsterke forforsterker komplementært sluttrinn

R ratio

forhold

S D DC (direct current) DC/DC-converter depletion type differential mode direct coupling direct current drain drain supply duty cycle

likestrøm, likespenning likespenningsomformer selvledende signaler med ulik fase direktekopling likestrøm, likespenning dren drenforsyning puls-periode-forholdet

E electromagnetic compatibility (EMC) emitter follower enhancement type

elektromagnetisk kompatibilitet emitterfølger selvsperrende

saturation single ended output

single in single out slew rate source source supply step down coupling step up coupling switch mode power supply

metning differansetrinn med enkel utgang differansetrinn med en inngang differansetrinn med en utgang stigehastighet kilde kildeforsyning stepp-ned-kopling stepp-opp-kopling svitsjet kraftforsyning

T thermal shutdown

termobeskyttelse

U unipolar

unipolar

G gate

styreelektrode

voltage controlled oscillator

H high pass filter

V spenningsstyrt oscillator

høypassfilter

W wien-bridge

206

wienbro

Stikkord A AD/DA-omforming 17 adderer 117 aktivt filter 122, 123 amplitudevilkåret 167 analog 9 analogt signal 9 analogteknikk 9 arbeidspunkt 32 audioforsterker 16, 36, 37 automatisk forspenning 27 avbruddsfri kraft 201 avkoplet FE-trinn 56 avviksspenning 108

B balansekontroll 37 balanserte signaler 74 basskompensasjon 37 basskontroll 130 bel 42 bipolar transistor 21 blokkskjema 39 Brigg, Henry 41 brokoplet sluttrinn 161 butterworthfilter 124 bærbart utstyr 174 båndbredde 50

direktestyrt kraftsystem 201 diskantkontroll 131 diskret størrelse 9 distorsjon 97 dren 22, 24 drenforsyning 26 drivtrinn 142

E effektforsterker 37, 134. 135, 150 effektforsterkning 40, 42, 44 effekttap i sluttrinn 155 ekstra emitterresistor 89 ekvivalentkrets 27 ekvivalentskjema 28 elektrisk felt 15 elektrisk signal 9 elektromagnetisk kompatibilitet 13 elektromagnetisk støykilde 15 elektron 21 elektroniske systemer 8 EMC 13 EMI-filter 201 emitterfølger 64, 90 en komplett audioforsterker 146 enkel FET-forsterker 25 enveislikeretter 179

C D darlingtonkopling 90, 144 dB-merking 48 DC-forsterker 186 DC-servo 131 dekade 54 demper 122 demping 48, 122 den ideelle operasjons­ forsterkeren 94 desibel 9,41,45 desibel dipol 45 desibelbegrepet 42 det briggske logaritmesystemet 41 det naturlige logaritmesystemet 41 differanseforsterker 69. 72, 117, 191 differansesignal 98 differansetrinn 55. 73 differansetrinn med enkel utgang 75 differansetrinn med konstantstrømsgenerator 86 digitalt signal 9 digitalteknikk 9 direktekopling 68

G galvanisk skille 175 giver 105 glatting 181

H halvbølgelikeretter 179 harmonisk forvrengning 97 helbølgelikeretter 180 hertz 9 /?-parameter 55 hull 21 hvilespenning 33 hvilestrøm 33 hviletilstand 30 høreterskel 122 høypassfilter 53

I

F CMRR 76

forvrengning 12, 97 frakoplet kraftsystem 202 frekvensavhengig demping 122 frekvensavhengig filter 124 frekvenskompensering 112 frekvenskurve 49 funksjonsgenerator 49 føler 11

faseforskyvning 109 faseforvrengning 98 fasevilkåret 168 fast filter 123 FB-produktet 114 FB-trinnet 62 feilforsterker 118 felleskildeforsterker 26 felteffekttransistor 21 felteffekttransistorer, betegnelser 34 FET-inngang 91 filter 50, 122 filter av andre grad 52, 125 filter av første grad 52. 124 filter av tredje grad 52, 125 FK-trinnet 64 fluks 176 forforsterker 37, 120 forspenning 30, 136 forsterke et signalnivå 37 forsterkerfilter 121 forsterkerkl asser 136 forsterkning 47 forsterkning i desibel 43 forsterkning-båndbredde-produktet (FB) 103 forstrøm 108

ikke-inverterende forsterker 116 ikke-inverterende inngang 94 impedans 37 impedansomformer 175 inngangsresistans 57 inngangssignal 12 inngangstrinn 147 integrert effektforsterker 158 integrert forsterker 37 integrert spenningsregulator 181 interferens 13 intermodulasjon 98 intern EMC-kopling 16 inverterende forsterker 116 inverterende inngang 93

J JFET 22

K kaskadekoplede trinn 47 kaskadekopling 66 kilde 22. 24 kildeforsyning 26 kjøling 163 klasse AB-forsterker 138 klasse A-forsterker 136 klasse B-forsterker 137

207

klasse C-forsterker 140 klirrfaktor 98 komparator 117 kompensert operasjons­ forsterker 112, 113 komplementært sluttrinn 137 komplett direktekoplet forsterker 69 komplett forforsterker 131 konduktans 28 konstant spenning 79 konstant strøm 79 konstantspenningsgenerator 79 konstantstrømsgenerator 57, 77, 80 kontinuerlig størrelse 9 kontrollelement 186 kraftforsyning 172, 173

L lastlinje 30, 31 lavfrekvensforsterker 16 lavpassfilter 51 LF-oscillator 166, 167 likeretting 173, 179 likespenningskopling 68 likespenningstilbakestilling 131 lineær kraftforsyning 174 lineær regulator 190 lineær spenningsregulator 192 logaritmer 41 lydtrykk 121, 122 løpetid 98

M magnetisk felt 15 makroskopisk 9 medkopling 99, 167 menneskeskapt støykilde 15 moderne sluttrinn 155 MOSFET 23 motkopling 88, 94, 96, 99 motkoplingsfaktoren 100 multiwatt 159 muting 160 måleelement 184

N nedre grensefrekvens 50 nedside 175 negativ tilbakekopling 99 nivåskift 68 normert nivå 37

O offset 108 offsetspenning 108 oktav 52, 54 operasjonsforsterker 86, 92, 93 oppside 175 oscillator 167 oscillator med wienbro 169

208

overføringsdiagram 95 overgangsforvrengning 138

P passivt filter 122, 123 phonkurve 122 phonlinje 122 positiv tilbakekopling 99, 167 praktisk strømspeil 84 primærsvitsjet kraftforsyning 190 primærvikling 175 pulsformet kurve 167

R ÆC-kopling 66 ÆC-nett 109 ÆC-oscillator 168 reaktans 39 referanseelement 184 regulator 181 regulatorkopling 187 resistivitet 21 ringkjernetransformator 178 rippelspenning 181 råforsterkning 95

S sammenlikner 117 sammenlikningselement 185 sekundærsvitsjet kraftforsyning 191 sekundærvikling 175 selvheverkopling 143 selvledende MOSFET 24 selvsperrende MOSFET 24 selvsving 111 seriekoplede trinn 47 signalgangen i forsterkeren 153 signalmessig 56 sinusformet kurve 167 sinusformet spenning 176 sluttrinn 37 sluttrinn med MOSFET 157 smerteterskel 122 småsignalforsterker 37 spenningsdeler 118 spenningsforsterker 16 spenningsforsterkning 40, 57, 60, 63,135 spenningsfølger 116 spenningsmating 141 spenningsmotkopling 104 spenningsomformer 175 spenningsstyrt oscillator 170 sperresjikt 22 stabilisert likespenning 181 stasjonært utstyr 174 stepp-ned-kopling 190 stepp-opp-kopling 190 stepp-opp-regulator 198 stigehastighet 109

strømforsterkning 63. 65 strømgenerator 78 strømmotkopling 104, 105 strømomformer 175 strømspeil 82 strømstyrt komponent 21 strømsynkende 20 styreelektrode 22, 24 styreorgan 12 støy 12, 200 subraherer 117 substrat 24 sumsignal 98 svitsjeregulator 192 svitsjet kraftforsyning 174, 190 svitsjet regulator 190

T tapseffekt 176 tilbakekopling 99 tilbakekoplingskrets 191 tilpasse et signalnivå 37 tonekontroll 37, 122, 129 tonekontrolltrinn 148 tonekorreksjon 122 topuls toveiskopling 181 total harmonisk forvrengning 98 toveislikeretter 180 transformator 175 transistorbryter 190 transistorer 18 transistormodell 55 transkonduktansforsterker 105, 116 trinn 1 66 trinn 2 67 trinn 3 68

U ukompensert operasjonsforsterker 112, 114 undertrykking 160 unipolar transistor 21 universaltransformator 177 UPS 201 utarmingstype 24 utgangsresistans 57, 60 utgangssignal 12

V virkningsgrad 135 virtuell jord 96 VMOS 157 volumkontroll 37, 122, 126

Z, 0,Å zobelnett 156 øvre grensefrekvens 50 åpen sløyfe 94