Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Назначение и основные параметры операционных усилителей




Читайте также:
  1. I. Вспомните основные модальные глаголы и их эквиваленты. Чем они отличаются? Как спрягаются? (Заполните табличку).
  2. I. Государственный стандарт общего образования и его назначение
  3. I. Основные положения
  4. II. Основные правила черной риторики
  5. II. Основные принципы и правила служебного поведения государственных гражданских служащих Федеральной налоговой службы
  6. II. Основные цели и задачи Программы, срок и этапы ее реализации, целевые индикаторы и показатели
  7. II. Основные этапы развития физики Становление физики (до 17 в.).
  8. III.2.1) Понятие преступления, его основные характеристики.
  9. III.2.2) Основные группы и виды преступлений.
  10. IX.3.1.3. Основные химические вещества

Операционный усилитель – универсальный усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и однотактным выходом.

Идеальный ОУ имеет следующие параметры:

- коэффициент усиления по напряжению ;

- входное сопротивление ;

- выходное сопротивление .

Такие характеристики позволяют применять глубокую обратную связь (ОС), и свойства ОУ определяются только параметрами элементов цепи ОС. Используя различные ОС, можно осуществлять различные математические операции. Поэтому усилители были названы операционными.

Условное обозначение ОУ приведено на рисунке 9.1.

Здесь:

вход 1 – неинвертирующий вход, т.е. выходной сигнал совпадает по фазе с входным;

вход 2 – инвертирующий вход, т.е. выходной сигнал в противофазе с входным;

выход – однотактный;

п и ‑Еп выводы двух источников питания Еп или двуполярного источника.

Реальные ОУ обычно имеют большое число выводов для подключения внешних цепей.

Основные параметры реальных ОУ:

а) коэффициент усиления диффе-ренциального сигнала

;

б) коэффициент усиления синфазного сигнала ;

в) коэффициент ослабления синфазного сигнала ОУ в децибелах ;

г) входное сопротивление Rвх обычно порядка 400 кОм (может достигать от десятков кОм до десятков МОм);

д) выходное сопротивление Rвых = 20 ¸2000 Ом;

е) амплитудно-частотная ха-рактеристика (АЧХ) – зависимость коэф-фициента усиления от час-тоты (линеаризованная ха-рактеристика в логарифми-ческом масштабе – диаграмм-ма Боде) приведена на рисун-ке 9.2,а

Двухкаскадный ОУ имеет два излома АЧХ (каждый каскад вносит один излом);

ж) фазочастотная характери-стика (ФЧХ) ОУ – зависимость фазы сигнала от частоты (рисунок 9.2,б). Каждый каскад на высоких частотах вносит фазовый сдвиг, равный минус . ФЧХ запаздывает на , где n – число каскадов ОУ.

и) ‑ частота единичного усиления, т.е. частота, при которой коэффициент усиления равен единице;

к) амплитудная характеристика или характеристика передачи сигнала – зависимость выходного напряжения от входного приведена на рисунке 9.3. Обычно .

 

 

л) сли при Uвх = 0 также и Uвых = 0, имеет место баланс ОУ.

В реальных ОУ внутри схемы может иметь место разбаланс, из-за которого появляется при Uвх = 0 (рисунок 9.4).



м) U вхсмещ нуля или начальное смещение ‑ это постоянное напряжение, подаваемое на один из входов, чтобы выходное напряжение стало равным нулю. (рисунок 9.4). Оно примерно равно 1...3 мВ;

н) разность входных токов 5…50 нА;

п) диапазон допустимых синфазных напряжений – это максимальное одинаковое напряжение на обоих входах, чтобы ОУ не вошел в насыщение или отсечку – 3…13 В;

р) скорость нарастания выходного напряжения при подаче на вход перепада, примерно равна 0,1…10 В/мкс.

 

Схема-модель двухкаскадного операционного усилителя представлена на рисунке 9.5.

Входной дифференциальный усилитель построен на транзисторах VT1 ¸ VT4. Основные транзисторы VT1 и VT2p-n-p-типа. Динамическая нагрузка (транзисторы VT3 и VT4 ‑ n-p-n-типа) представляет собой токовое зеркало или отражатель токов (см. п. 8.3). ДУ с токовым зеркалом имеет дифференциальный вход и однотактный выход. ГСТ1 в эмиттерной цепи слу-жит для стабилизации эмиттерного тока и уменьшения дрейфа напряжения. Каскад обеспечивает требуе-мые входные параме-тры ОУ.

Второй каскад, построенный на составном транзисторе VT5 и VT6 по схеме с общим эмиттером, является усилителем амплитуд. Обеспечивает необходимый коэффициент усиления по напряжению ОУ. В качестве нагрузочного сопротивления каскада служит источник тока ГСТ2. Емкость СК »30pF ‑ для коррекции частотной характеристики. Диоды VD1 и VD2 для создания смещения начальной рабочей точки в выходном каскаде.



В выходной каскад входят: комплементарная паратранзисторов VT7 (n-p-n-типа)и VT8 (p-n-p-типа), диоды VD1 и VD2, генератор стабильного тока ГСТ2,транзистор VT6.. Выходной каскад является двухтактным усилителем мощности класса АВ. Делитель напряжения, состоящий из ГСТ2, VD1, VD2 и VT6, создает смещение рабочей точки транзисторов VT7 и VT8. Причем. . Необходимое начальное смещение, как было уже сказано, задается диодами VD1 и VD2. Эти же диоды обеспечивают температурную стабилизацию режима покоя выходного усилителя.

При отсутствии сигнала на входе ОУ UВХ = 0 ток через нагрузку IН = 0. Через транзисторы VT7 и VT8 течет небольшой начальный ток, обусловленный смещением плюс UVD1 на транзисторе VT7 и минус UVD2 – на транзисторе VT8. Диоды включены в прямом направлении и всегда открыты, так как даже при подаче положительного перепада напряжения с коллектора VT6.за счет источников напряжения питания + Еп1 и ‑ Еп2 нааноды диодов подано более положительное напряжение, чем на катоды. Можно считать, что базы обоих транзисторов закорочены по переменному току, так как сопротивление диодов по переменной составляющей близко к нулю. Транзисторы VT7 и VT8 открыты поочередно. При подаче с коллектора VT6 положительного перепада напряжения транзистор VT8 запирается, а VT7 – отпирается. Ток течет по цепи: + Еп1, кэVT7, Rн, ‑ Еп1. При подаче с коллектора VT6 отрицательного перепада напряжения транзистор VT7 запирается, а VT8 – отпирается. Ток течет по цепи: + Еп2, Rн, кэVT8, ‑ Еп2.



 

 


Дата добавления: 2015-02-09; просмотров: 17; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.008 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты