2.2.1. Характеристики ОУ. 2.2.2. Свойства ОУ. 2.2.3. Типовые схемы включения ОУ в режиме масштабного преобразования.. 2.2.3.1 Дифференциальное включение ОУ.

2. 2. 1. Характеристики ОУ

	Параметр	Идеальный	Типичный
Передаточные	Коэффициент усиления без ОС Ку, В/В		(1…100)
	Коэффициент ослабления синфазного сигнала(КООС) , дБ		60…120
	Полоса единичного усиления , Гц
Входные	Напряжение смещения на входе – дифференциальное входное U(напряжение, которое нужно подать на вход, чтобы получить 0 на выходе), Uсм, мВ		0. 5…5
	Температурный дрейф напряжения смещения, Uт, мкВ/		1…50
	Входное сопротивление, Rвх, Ом
	Синфазное входное сопротивление
	Максимальное входное дифференциальное напряжение , В		0. 25(2Uп)
	Диапазон входных напряжений
Выходные	Диапазон выходных напряжений
	Выходной ток		1…30
	Полоса пропускания на полной мощности
Переходные	Время нарастания , с
	Скорость нарастания , В/мкс		60…100
	Коэффициент ослабления отклонений напряжения питания(КОНП)		60…100
	Потребляемый ток

 

U_CM - это дифференциальное входное напряжение необходимое для получения нулевого сигнала на выходе ОУ.

U_t - температурный дрейф напряжения смещения нуля – приращение напряжения смещения при изменении температуры на °С

R_ВХ – отношение приращения входного дифференциального сопротивления к приращению входного тока в пределах линейного участка характеристики.

U_С – диапазон синфазных напряжений – диапазон напряжения, при котором сохраняется работоспособность ОУ.

U_D max – максимальное дифференциальное напряжение.

A_D – коэффициент усиления дифференциального напряжения

КОСС – коэффициент ослабления синфазного сигнала

f_T – полоса единичного усиления – характеризует частотные свойства ОУ.

диапазон выходного напряжения

полоса пропускания на полной мощности – передача сигнала без искажения

допустимый входной ток

питание

минимальные и максимальные питающие напряжения ± 3 …±18В

потребляемый ток - потребление тока для собственной работы

коэффициент ослабления отклонений напряжения питаний – КОНП изменение напряжения влияет на коэффициент усиления ОУ.

переходные характеристики

-   скорость нарастания [В/мкс] Vн – это характеристика переходного процесса

время нарастания

Структура ОУ

ОУ, как правило, имеет 1-2 дифференциальных усилительных каскада (каскад сдвига уровня и выходной каскад).

2. 2. 2. Свойства ОУ

Свойства схем с ОУ определяются параметрами цепей ОС. Чтобы показать это, изобразим эквивалентную схему ОУ:

Схема замещения реального операционного
усилителя для малых сигналов

 

Упрощённая эквивалентная схема ОУ с ООС

Запишем уравнения токов

Выходное напряжение:

, отсюда

Из системы четырёх уравнений найдём выражение для коэффициента передачи усилителя с ОС.

Учтём, что . Подставив сюда выражения для токов и U₀, получим

Приводим подобные,

преобразуем

и получаем

Окончательно

Учитывая, что

 получаем, что коэффициент передачи операционного усилителя, охваченного отрицательной обратной связью, с высокой точностью определяется отношением сопротивлений в цепи обратной связи:

 

 

При последующем (предварительном) анализе схем с ОУ можно пользоваться допущениями:

2. 2. 3. Типовые схемы включения ОУ в режиме масштабного преобразования.

2. 2. 3. 1 Дифференциальное включение ОУ.

Составляем систему уравнений с учётом вышеупомянутых допущений:

.

Учитываем связи:

.

Подставляем выражения для токов

,

преобразуем

.

 

Поскольку U₊ = U_–,

 

.

Разрешаем относительно U_В

.

Более удобное представление

Коэффициент передачи по неинвертирующему входу в общем случае равен коэффициенту по инвертирующему входу плюс единица, умноженному на коэффициент передачи пассивного делителя напряжений R₂ – R₃

Таким образом, при произвольных номиналах сопротивлений R₀ … R₃ коэффициенты передачи по входам можно устанавливать произвольно в соответствии с полученным выражением и/или выше сформулированным правилом.

Одинаковые по модулю и с соответствующими знаками коэффициенты могут быть установлены при соблюдении симметрии рассматриваемой общей схемы включения ОУ: . Подставляя и сокращая, получим

,

и

 

т. е. при таком выборе номиналов сопротивлений коэффициенты передачи обоих входов равны по величине и противоположны по знаку, а схема усиливает разность входных напряжений и представляет собой дифференциальный усилитель. При исключении из обобщённой схемы некоторых элементов и/или сигналов получаем частные случаи, так называемые типовые включения ОУ.

2. 2. 3. 2

UВ

U1

R1

R0

R2=R0||R1

Инвертирующий усилитель

подобный выбор  обеспечивает баланс токов

 

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: