Интегральные оконечные каскады АЭУ: типовые схемы, назначение элементов, достоинства и недостатки.

Режим АВ задаётся смещением, в виде диодов VD1, VD2, через которые протекает ток транзистора VT1, . Транзисторы VT2, VT3 и сопротивления R2, R3 представляют схему защиты транзисторов VT4, VT5 от перегрузки большим током, возникающим в случае короткого замыкания нагрузки. Плечи каскада работают поочерёдно. Выходные каскады мощных интегральных усилителей имеют некоторые особенности. Для уменьшения тока покоя транзистора VT1 оконечные транзисторы плеч делают составными. В нижнем плече первый транзистор VT4 берётся p-n-p с малым . Поэтому для обеспечения достаточного усиления в качестве второго транзистора применяют составной транзистор. Для получения большого КПД, часто предусматривают возможность подачи в точку а напряжение вольтодобавки. Для этого точки а, б выводят из микросхемы. Вместо резистора нагрузки R_к может применяться ГСТ, как, например, в микросхеме К174УН7. Для защиты оконечных транзисторов может применяться вышерассмотренная схема, однако сопротивления R2, R3 не встраивают внутрь микросхемы во избежание её перегрева, а подключают внешние детали.

51.Операционные усилители (ОУ): определение, обозначение, структура. Операционные усилители (ОУ) – многокаскадные усилители постоянного тока (УПТ) с дифференциальным входным каскадом, работающие с глубокой отрицательной обратной связью (ООС).

На схемах операционный усилитель (ОУ) обозначаются прямоугольником (2.12), в верхней части которого изображаются равносторонний треугольник, указывающий направление передачи. Оба вывода входов делают с одной стороны, как правило, слева: инвертирующий вход обозначают “ o ”. В прямоугольнике разграничивают дополнительные одно или 2 поля, расположенные по обе стороны от основного. На них указывают назначение дополнительных выводов ОУ, например питания, коррекции, корпуса. Для получения нулевых исходных значений входов и выходов применяют 2 источника питания, (единицы, десятки В).

52.Основные параметры ОУ. 1. Коэффициент усиления дифференциального сигнала равен отношению выходного напряжения к вызвавшему дифференциальному входному сигнала при отсутствии ОС при некотором : 2. Напряжение смещения показывает, какое напряжение необходимо подать на вход ОУ (0.05…0.15мВ) для того, чтобы . 3.КОСС (коэффициент ослабления синфазного сигнала) - показывает, во сколько раз коэффициент усиления дифференциального сигнала больше коэффициента усиления синфазного входного сигнала: Чем больше КОСС, тем лучше ОУ, тем точнее он может выделить дифференциальный входной сигнал на фоне синфазной помехи. 4. Максимальное входное синфазное напряжение .5. Входное сопротивление :дифференциальное ; синфазное 6. Выходное сопротивление 7. Температурный дрейф. 8. Максимальное выходное напряжение 9. Максимальный выходной ток .10. Потребляемая мощность 11. Частота единичного усиления 12. Верхняя граничная частота (частота среза) 13. Максимальная скорость нарастания выходного напряжения. 14. Время установления выходного напряжения – 15. Напряжение шумов.

53.Амплитудно-частотная, фазочастотная, амплитудная характеристики ОУ. АЧХ ОУ не имеют спада в области НЧ, а только в области ВЧ. С ростом частоты ёмкостное сопротивление ОУ падает, возникает ёмкостная составляющая сопротивления сигнала. коэффициента усиления:

где – коэффициент усиления по напряжению операционного усилителя ОУ без обратной связи (ОС), f – рабочая частота, – граничная частота (коэффициент усиления падает в раз или на 3 дБ).

Если , то: Для удобства, наглядности и компактности при построении АЧХ коэффициент усиления по напряжению измеряют в дБ, а частоту откладывают в масштабах lg. Такая характеристика называется ЛАЧХ:

С пад принято выражать в дБ/октаву, дБ/декаду. Октава - изменение (увеличение или уменьшение) частоты в 2 раза. Декада - изменение (увеличение или уменьшение) частоты в 10 раза. Рассмотрим спад ЛАЧХ в диапазоне: . Изменение коэффициента усиления будет равно: Если f₂ =2f₁,то = 20 lg(1/2) = -6 дБ (в 3раза). Если f₂ =10f₁,то =20 lg(1/10)= -20 дБ (в 10раз)

Рисунок 2.13 ФЧХ ОУ. ФЧХ описывается выражением:

Реальная ФЧХ отличается от идеальной незначительно (<6^°). На частоте среза (граничной частоте) фазовый сдвиг составляет 45^°, а на частоте 10 сдвиг не превышает 90^°.

Рисунок 2.14 Амплитудные (передаточные) характеристики ОУ

Амплитудные (передаточные) характеристики ОУ (рис.5.3), представляют собой 2 кривые (инвертирующий и не инвертирующий входы). Режимам открытого или закрытого выходного каскада ОУ соответствуют горизонтальные участки характеристики и , близкие к . Наклонный участок кривых соответствует зависимости , угол наклона соответствует коэффициенту усиления по напряжению.