 |
Операционные усилители. Основные параметры и классификация. Область применения.
|
|
|
|
Усилители мощности. Классификация. Схемы. Область применения.
Усилители мощности обычно являются выходными каскадами многокаскадных усилителей и предназначены для получения в нагрузке большой мощности. В связи с этим такие усилители должны иметь высокий КПД и минимальные нелинейные искажения. Усилители мощности выполняются на мощных биполярных и полевых транзисторах, включенных по схеме с ОЭ или с ОК.
По способу включения нагрузки усилители мощности могут быть трансформаторными и бестрансформаторными, а также однотактными и двухтактными. Однотактные усилители работают обычно в режиме А, а двухтактные – в режиме В или АВ. Схема однотактного усилителя мощности с трансформаторным выходом, работающего в режиме А, приведена на рис.69.
Однотактный усилитель имеет низкий КПД и используется редко. Расчет такого каскада производят графоаналитическим методом с использованием динамических характеристик.
Схема двухтактного трансформаторного усилителя мощности приведена на рис.70.
Усилитель выполнен на двух транзисторах: VT1 и VT2. В коллекторные цепи транзисторов подключен выходной трансформатор Тр2. Трансформатор Тр1 обеспечивает подачу входного сигнала Uвх на базы транзисторов. Каскад работает в режиме В. Следовательно, при отсутствии сигнала, токи в транзисторах отсутствуют и к коллекторам транзисторов прикладывается напряжение Un.
При поступлении на вход усилителя сигнала Uвх каждая полуволна открывает поочередно один из транзисторов, и через первичную обмотку трансформатора Тр2 протекает ток полуволны. Таким образом, процесс усиления входного сигнала происходит в два такта. КПД двухтактного трансформаторного усилителя по сравнению с однотактным увеличивается примерно в 1,5 раза и достигает максимального значения 0,785.
|
|
|
Из-за нелинейности начального участка входной характеристики возникают нелинейные искажения (рис.70, б). Если подать на базу транзисторов небольшое напряжение смещения Uсм, то нелинейные искажения можно свести к минимуму (рис.70, в).
Бестрансформаторные усилители мощности позволяют упростить схемы усилителей мощности за счет исключения крупногабаритных трансформаторов. Наибольшее распространение получили две схемы бестрансформаторных усилителей мощности: на транзисторах разного типа проводимости и на транзисторах одного типа проводимости (рис. 71).
В каждый полупериод входного напряжения ток формируется одним из транзисторов. Усилитель (б) используется, как правило, в интегральных схемах.
Рис.71. Бестрансформаторный усилитель мощности на транзисторах разной проводимости(а) и одного типа проводимости(б)
Операционные усилители. Основные параметры и классификация. Область применения.
Операционные усилители (ОУ).
Операционный усилитель – это многокаскадный усилитель постоянного тока с большим коэффициентом усиления. Для идеального операционного усилителя KU® ¥, Rвх® ¥, Rвых® 0, Df® ¥. ОУ имеет два или три каскада. Первым каскадом является дифференциальный усилитель, вторым – усилитель напряжения и последним – усилитель мощности. Питание ОУ производится от двух разнополярных источников питания. ОУ имеет два входа (прямой и инверсный) и один выход, а также ряд дополнительных выводов для балансировки и для коррекции АЧХ. Условное графическое изображение ОУ приведено на рис. 72. Выходное напряжение связано с входным напряжением Uвх1 и Uвх2 соотношением: 
где КU0 – коэффициент усиления ОУ по напряжению.
Операционные усилители в настоящее время выполняются в виде интегральных схем.
|
|
|
Операционный усилитель характеризуют следующие параметры:
· коэффициент усиления по напряжению 
Обычно 
;
· амплитудно-частотная характеристика:
· частота единичного усиления fед – это частота, на которой коэффициент усиления КU0=1;
· входное сопротивление Rвх. Для повышения входного сопротивления в первом каскаде могут использоваться полевые транзисторы;
· выходное сопротивление Rвых обычно составляет сотни Ом;
· разность входных токов 
. Входные токи могут отличаться друг от друга на (10-20)%;
· входные токи Iвх(-) и Iвх(+) - это токи, протекающие по входным шинам;
· выходной ток Iвых - максимальное значение выходного тока ОУ, при котором гарантируется его работоспособность;
· скорость нарастания выходного сигнала V – характеризует частотные свойства усилителя при его работе в импульсных схемах. Измеряется в вольтах/микросекунду;
· напряжение смещения Uсм. Численно напряжение смещения определяется как напряжение, которое необходимо приложить ко входу усилителя для того, чтобы его выходное напряжение было равно “0”. Обычно Uсм бывает от единиц микровольт до десятков милливольт;
· мощность (или ток) потребления;
· дрейф напряжения смещения DUсм/градус;
· дрейф разности входных токов DIвх/градус;
· коэффициент подавления синфазных помех.
Кроме перечисленных выше параметров ОУ характеризуются целым рядом предельно-допустимых основных эксплуатационных параметров.
|
|
|
