5. Основные технические характеристики оу (динамические). Области применения.

Используются, когда необходимо оценить работу ОУ в переходных режимах или на переменном токе.

Можно разделить на параметры для:

1. Малых сигналов. Эти параметры называются малосигнальными, т.к. они измеряются в линейном режиме работы каскадов ОУ (DUвых <1В).

• Полоса пропускания fп. Любой реальный усилитель имеет конечную полосу пропускания

• Частота единичного усиления fт. Эта частота определяет активную полосу пропускания, максимально реализуемую для данного типа ОУ. Характерные значения для ОУ общего применения 1 МГц, для быстродействующего 10…15 МГц.

• Время установления t_уст

t_уст – время вхождения в интервал, заданный в процентах (0,1%; 0,5%; 2%) от установившегося тока.

2. Больших сигналов. Эти параметры измеряются при большом дифференциальном входном сигнале ОУ (более 50 мВ).

• Максимальная скорость нарастания выходного напряжения r

Отреагировать мгновенно на изменение входного напряжения усилитель не может из-за своих внутренних емкостей, скорость заряда которых ограничена. Скорость нарастания характеризует способность ОУ передавать без искажений большие сигналы, в то время как полоса пропускания определяет переходные процессы при усилении слабых сигналов.

V_мах = дU/дt [в/мкс]

V_max = мах(Um*sin(wt))′= мах(wU_m*cos(wt))=wU­_­­m

• Мощностная полоса пропускания fр.

Мощностная полоса пропускания ОУ определяется по виду амплитудно-частотной характеристики, снятой при максимально возможной амплитуде неискаженного выходного сигнала. Вначале на низких частотах устанавливают такую амплитуду сигнала от генератора гармонических колебаний, чтобы амплитуда выходного сигнала Uвых.макс немного не доходила до границ насыщения усилителя. Затем увеличивают частоту входного сигнала. Мощностная полоса пропускания fр соответствует значению Uвых.макс равному 0,707 от первоначального значения.

Время восстановления – время, необходимое на для выхода ОУ из режима перегрузки (когда сигнал на вх. ОУ такой, что U_вых попадает в область ограничения, а ОУ в режим насыщения (режим перегрузки)).

Области применения ОУ:

1. Интеграторы;

2. Сумматоры;

3. Компараторы;

4. Повторители напряжения;

5. Вольтметры и др.

6. Специальные измерительные усилители (со встроенными резисторами, буферные и т.Д.).

Существуют следующие разновидности измерительных усилителей:

1. Инструментальный усилитель - прецизионное устройство для усиления дифференциальных напряжений, которое оптимизировано для работы в тяжелых условиях (большие уровни шумов и перепады температур) и предназначено для выполнения высокоточных измерений. Данные устройства имеют сверхвысокие входные сопротивления, что позволяет им работать с датчиками, имеющими малое значение выходного напряжения или большое выходное сопротивление. Входные токи и напряжения смещения ИУ имеют малые и относительно стабильные значения. Для минимизации шумов и провалов напряжений, характерных для удаленных датчиков, ИУ имеют высокую способность подавления синфазных входных напряжений. Широкое применения ИУ нашли в медицине.

2. Дифференциальный усилитель – это усилитель, внутри которого уже есть тонкопленочный резистор с лазерной подгонкой, чтобы можно было собрать схему. ДФ предназначен для усиления разности двух входных напряжений. Использование схем с дифференциальным входным каскадом позволяет повысить стабильность и точность усилителя. Эти усилители отличаются большим коэффициентом подавления синфазной помехи. На основе схем ДФ создаются схемы инверторов; повторителей; усилителей с производным коэффициентом усиления; инструментальных усилителей; схем с дифференциальным выходом; схем с управлением.

3. Буферный усилитель. Такой тип усилителя используется как согласующее устройство. Свойства такого усилителя является входное сопротивление около 10 МОм, которое не оказывает влияние на входную цепь и малое выходное сопротивление около 1 кОм.

4. Изолирующий усилитель. Обеспечивают развязку между входом и выходм по постоянному току при допустимых уровнях синфазных напряжений (2000-7500 В). Функции изолирующих усилителей: защита персонала/аппаратуры; разделительная (уменьшение влияния цепей); уменьшение влияния от шины питания и гальванической развязки.

Специализация: усилители, маркировка которых начинается на AD (например, AD 201), используются на трансформаторах; ВВ – емкостные; НР – световой поток. Такие усилители, также как и ИУ, находят широкое применение в медицине.

5. Усилитель с практически полностью подавленным нулем. Такие усилители бывают 2 видов:

- МДМ-усилители

- построенные по принципу периодической коррекции дрейфа нуля.

6. Усилитель с программируемым коэффициентом усиления.

а) PGA используются для измерений сигналов в широком диапазоне, то есть существует возможность расширения пределов измерения, другими словами можно увеличить диапазон изменяемых сигналов.

б) Измерения PGA позволяют уменьшить погрешность относительно в широком диапазоне входного сигнала.

Такие усилители находят применение в различных областях техники.