Tasavirtavahvistin ( UPT ) - sähköisten signaalien vahvistin (yleensä elektroninen vahvistin ), jonka vahvistettu taajuusalue sisältää nollataajuuden ( "tasavirta" ).
Vahvistimen taajuusalueen ylärajalle ei ole asetettu rajoituksia, eli se voi olla erittäin korkeiden taajuuksien alueella. Siten termiä DCF voidaan soveltaa mihin tahansa vahvistimeen, joka pystyy vahvistamaan DC-signaaleja.
Monivaiheisten UPT:iden, jotka eivät käytä modulaattoria sisääntulossa ja demodulaattoria lähdössä (UTT:t, jotka eivät ole M-DM- tai MDM-tyyppisiä) ominaisuus on suora yhteys kaskadien välillä, eli eristyskondensaattorit tai muuntajia ei kytketä päälle niiden kaskadien välillä, jotka eivät läpäise matalataajuisia signaaleja ja erityisesti DC-signaaleja. Tällaisille UPT:ille on ominaista "nollapoikkeama" - hidas systemaattinen tai hidas kaoottinen muutos lähtösignaalissa jatkuvalla tulosignaalilla.
Kvantitatiivisesti nollapoikkeama ilmaistaan yleensä vähennettynä vahvistimen tuloon, toisin sanoen lähtösignaalin ryömintä jaettuna vahvistimen vahvistuksella. Vaikuttavasta tekijästä, kuten lämpötilasta, johtuva ajautuminen on usein ilmaistu. Tässä tapauksessa syötteeseen pelkistetty ryömintä viittaa vaikuttavan tekijän mittayksikköön, - tässä tapauksessa μV / K ( lämpötilapoikkeama ), μV / vrk (aikapoikkeama) jne.
Nollapoikkeamaa ei voida periaatteessa poistaa suorilla kytkennöillä varustetussa DC:ssä, sitä voidaan vähentää vain eri toimenpitein. Nollapoikkeaman syyt ovat seuraavat:
Nollapoikkeaman vähentämiseksi he pyrkivät sulkemaan pois ulkoisten tekijöiden vaikutuksen:
Merkittävin vaikutus ajautumiseen on yleensä lämpö (eli lämpötila).
Pääasiallisen panoksen nollapoikkeamiseen tekee syöttövaihe. Seuraavien vaiheiden osuus nollapoikkeamasta on yleensä pieni. Tuloasteen poikkeaman vähentämiseksi käytetään usein differentiaalisia (balansoituja) tuloasteita. Aktiivisten komponenttien differentiaalinen sisällyttäminen voi vähentää merkittävästi lämpötilan ja muiden nollapoikkeamaan vaikuttavien tekijöiden vaikutusta, koska jos differentiaalipiirin aktiivisten komponenttien parametrien muutoksen arvo ja etumerkki ovat yhtä suuret, parametrien poikkeama on keskenään. kompensoitu, koska muutokset vaikuttavat lähtösignaaliin eri etumerkillä ja ihannetapauksessa , absoluuttisesti yhtä suurella arvolla.
Nykyaikaisten, suorilla liitännöillä varustettujen tarkkuus-UPT:iden lämpötilapoikkeama (esimerkiksi tarkkuusoperaatiovahvistimissa ) on suuruusluokkaa yksikköä - kymmeniä mikrovoltteja / K.
Erittäin tehokas tapa torjua nollapoikkeamista on UPT:iden käyttö, jotka on rakennettu "modulaattori - vaihtuva signaalivahvistin - demodulaattori" -mallin mukaan, lyhennettynä MDM- tai M-DM-tyypin UPT:iksi.
Signaalin vahvistus tällaisissa UPT:issä suoritetaan käyttämällä vaihtosignaalivahvistinta, jolle nollapoikkeama on fyysisesti epätyypillistä. Tulosignaalin (jännitteen) muuntamiseksi AC:ksi AC-signaalivahvistimen tuloon asennetaan modulaattori - laite, joka käyttää kytkimiä, jotka on kytketty taajuudella, joka on paljon korkeampi kuin vahvistetun signaalin spektrin maksimitaajuus, joka muuntaa syöttää tasavirtasignaalin suhteellisen korkeataajuiseksi lähtösignaaliksi. Tässä tapauksessa ulostulomuuttujan signaalin amplitudi on suoraan verrannollinen tulovakiosignaaliin. Yksinkertaisin modulaattori on avain, joka katkaisee ajoittain signaalilähteen AC-signaalivahvistimen tulosta. Kun avain on kiinni, DC-tulosignaali syötetään AC-signaalivahvistimen tuloon; kun näppäin on auki, tulosignaali puuttuu (eli nolla). Modulaattorinäppäintä tai näppäimiä ohjaa apuoskillaattori.
Vaihtosignaali vahvistetaan modulaattorilta vaaditulle tasolle. Signaalin amplitudi AC-signaalivahvistimen lähdössä (lähtösignaali) on suoraan verrannollinen tulosignaalin amplitudiin. Demodulaattori muuntaa AC-lähtösignaalin takaisin DC-lähtösignaaliksi. Demodulaattorina käytetään jonkinlaista vaihtosignaalin tasasuuntaajaa (esim. diodisilta ). Mutta usein tasasuuntaaja tehdään synkronisen ilmaisimen muodossa - avain tai useita näppäimiä, jotka on kytketty synkronisesti modulaattoriavaimen kanssa ja joita ohjaa sama generaattori. Yksinkertaisin synkroninen ilmaisin on vahvistimen lähdön ja kuorman välinen kytkin, joka on suljettu esimerkiksi AC-lähtösignaalin jokaiselle positiiviselle puoliaaltolle ja auki muun ajan.
MDM:llä (MDM-UPT) varustetussa UPT:ssä avaimina käytettiin aiemmin sähkömekaanisia avaimia - tavallisia kosketinpareja, kuten värähtelyantureita . Nyt sähkömekaaniset näppäimet on korvattu lähes kokonaan koskettamattomilla puolijohdenäppäimillä, yleensä kenttätransistoreilla .
MDM-UPT:ssä pääasiallisen panoksen driftiin antaa modulaattori. Muiden osajärjestelmien osuus on pieni. Esimerkiksi sähkömekaanisissa modulaattoreissa ryömintä on mikrovolttiyksiköitä, kun taas kosketuksettomissa modulaattoreissa se on mikrovolttien murto-osaa.
Suurimmassa osassa tapauksista UPT ei ole virtavahvistin (kuten nimestä voi päätellä), vaan jännite . Nimen epäselvyys johtuu siitä, että termiä " virta " käytetään usein kuvaamaan kaikkia sähköisiä signaaleja yleisesti.