Stejnosměrný zesilovač ( UPT ) - zesilovač elektrických signálů (obvykle elektronkový zesilovač ), jehož zesílený frekvenční rozsah zahrnuje nulovou frekvenci ( "stejnosměrný" proud ).
Na horní hranici frekvenčního rozsahu zesilovače nejsou uložena žádná omezení, to znamená, že může být v oblasti velmi vysokých frekvencí. Termín DCF lze tedy použít pro jakýkoli zesilovač schopný zesilovat stejnosměrné signály.
Vlastností vícestupňových UPT, které nepoužívají modulátor na vstupu a demodulátor na výstupu (UTT, které nejsou typu M-DM nebo MDM), je přímé propojení mezi kaskádami, tedy oddělovací kondenzátory popř . mezi kaskádami nejsou zapínány transformátory , které nepropouštějí nízkofrekvenční signály a zejména stejnosměrné signály. Takové UPT se vyznačují "nulovým driftem" - pomalou systematickou nebo pomalou chaotickou změnou výstupního signálu s konstantním vstupním signálem.
Kvantitativně se nulový drift obvykle vyjadřuje jako redukovaný na vstup zesilovače, to znamená drift výstupního signálu dělený zesílením zesilovače. Často je indikován drift způsobený ovlivňujícím faktorem, jako je teplota. V tomto případě se drift redukovaný na vstup vztahuje na jednotku měření ovlivňujícího faktoru, - v tomto případě μV / K ( teplotní drift ), μV / den (časový drift) atd.
Posun nuly nelze u DC s přímým připojením v zásadě eliminovat, lze jej pouze snížit různými opatřeními. Důvody pro nulový posun jsou následující:
Aby snížili posun nuly, snaží se vyloučit vliv vnějších faktorů:
Nejvýznamnější příspěvek k driftu je obvykle tepelný (tj. teplota).
Hlavní příspěvek k nulovému posunu má vstupní stupeň. Příspěvek následujících stupňů k nulovému posunu je obvykle malý. Ke snížení driftu vstupního stupně se často používají diferenciální (vyvážené) vstupní stupně. Diferenciální zahrnutí aktivních složek může výrazně snížit vliv teploty a dalších faktorů ovlivňujících drift nuly, protože pokud jsou hodnota a znaménko změny parametrů aktivních složek v diferenciálním obvodu stejné, odchylka parametrů je vzájemně kompenzované, protože změny ovlivňují výstupní signál s různými znaménky a v ideálním případě s rovnými v absolutní hodnotě.
Teplotní drift moderních přesných UPT s přímým zapojením (například u přesných operačních zesilovačů ) se pohybuje v řádu jednotek – desítek mikrovoltů/K.
Velmi účinným způsobem boje proti nulovému driftu je použití UPT sestavených podle schématu „modulátor - zesilovač střídavého signálu - demodulátor“, zkráceně UPT typu MDM nebo M-DM.
Zesílení signálu v takových UPT se provádí pomocí zesilovače střídavého signálu, pro který je nulový drift fyzikálně necharakteristický. Pro přeměnu vstupního stejnosměrného signálu (napětí) na střídavý je na vstupu zesilovače střídavého signálu instalován modulátor - zařízení pomocí spínačů spínaných na frekvenci mnohem vyšší, než je maximální frekvence ve spektru zesilovaného signálu, které převádí vstupní stejnosměrný signál do relativně vysokofrekvenčního výstupního signálu. V tomto případě je amplituda výstupního proměnného signálu přímo úměrná vstupnímu konstantnímu signálu. Nejjednodušší modulátor je klíč, který periodicky odpojuje zdroj signálu od vstupu zesilovače střídavého signálu. Když je klíč zavřený, je na vstup zesilovače střídavého signálu přiveden vstupní stejnosměrný signál, když je klíč otevřený, vstupní signál chybí (tj. je nulový). Klávesa nebo klávesy modulátoru jsou řízeny pomocným oscilátorem.
Střídavý signál z modulátoru je zesílen zesilovačem střídavého signálu na požadovanou úroveň. Amplituda signálu na výstupu zesilovače střídavého signálu (výstupní signál) je přímo úměrná amplitudě vstupního signálu. Výstupní střídavý signál je demodulátorem převeden zpět na stejnosměrný výstupní signál. Jako demodulátor se používá nějaký druh usměrňovače střídavého signálu (například diodový můstek ). Usměrňovač je však často vyroben ve formě synchronního detektoru - klíče nebo několika klíčů, spínaných synchronně s klíčem modulátoru a řízených stejným generátorem. Nejjednodušším synchronním detektorem je přepínač mezi výstupem zesilovače a zátěží, který se např. na každou kladnou půlvlnu výstupního střídavého signálu sepne a po zbytek času rozepne.
Jako klíče v UPT s MDM (MDM-UPT) se dříve používaly elektromechanické klíče - běžné kontaktní páry, jako jsou snímače vibrací . Nyní jsou elektromechanické klíče téměř úplně nahrazeny bezkontaktními polovodičovými klíči, obvykle tranzistory s efektem pole .
U MDM-UPT hlavní příspěvek k driftu tvoří modulátor. Příspěvek ostatních subsystémů je malý. Například u elektromechanických modulátorů jsou drifty jednotky mikrovoltů, zatímco u bezkontaktních modulátorů jsou to zlomky mikrovoltů.
V drtivé většině případů není UPT proudový zesilovač (jak název napovídá), ale napěťový . Nejednoznačnost názvu je způsobena skutečností, že termín „ proud “ se často používá k popisu jakýchkoli elektrických signálů obecně.