25. Операционные усилители

Операционный усилитель (ОУ) — усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и, как правило, единственным выходом, имеющий высокий коэффициент усиления. ОУ почти всегда используются в схемах с глубокой отрицательной обратной связью, которая, благодаря высокому коэффициенту усиления ОУ, полностью определяет коэффициент передачи полученной схемы.

Инвертирующий вход – Фаза на выходе не совпадает, неинвертирующий – совпадает.

Идеальный ОУ имеет бесконечно большое входное сопротивление, нулевое выходное сопротивление и бесконечно большой коэффициент усиления.

Параметры ОУ: смещение или напряжение сдвига нуля, входные токи смещения, разность входных токов, входное сопротивления, коэффициент ослабления синфазного сигнала, коэффициент шума, выходное напряжение и выходной ток, коэффициент усиления, полоса пропускания, скорость нарастания выходного напряжения, время установления выходного напряжения, время восстановления.

Специфические параметры: коэффициент усиления дифференциального сигнала Kд = Uвых /Uвх д (дифференциальный сигнал – напряжения между одним из входов и общей точкой системы);

коэффициент ослабления синфазного сигнала – Косл сф = Кд / Ксф (показывает, во сколько раз коэффициент передачи дифференциального сигнала больше коэффициента передачи синфазных сигналов), дифференциальное входное сопротивление (сопротивление со стороны любого входа при подключении другого к общей точке схемы).

26.Дифференц. Каскады.

данные каскады-диф.релиз. в микросхемах К118УД,КП119УТ1.Отличит.св-ва:-высокая стабильность;-малый дрейф нуля;-больш.коэф.усилен.;-больш.коэф. подавления синфазных помех.Выполнен по принципу сбалансирован. моста : 2 плеча , кот.образованы из R_k1 и R_k2 , а 2 других –из Т1 и Т2.Питание осущ. от 2-х источников напряжения , кот.равны по модулю.Для расчета необходимо брать суммарн.напряжение питания =2Е_пит .Использ . 2-го источника питания позвол. снизить потенциалы эммитер. обоих транзист. до потенциала общей шины, что даёт возможность подавать сигналы на ДУ без дополн. компенсир. напряжений, что невозможно в однотактных усилит.Плечи.1-ое состоит из Т1 и R­_k1 2-ое- из Т2 и R­_k2 .Каждое плечо явл. каскадом с ОЭ . В эммит. цепь включают R­_э .кот. задается общий ток обоих транзис. Для того чтобы данн. каскад качест. и надёжно выполнил свои функции, то при построении необходимо:1)Симметрия обоих плеч, для норм. работы схема строго сбалансиров. до поступления сигнала U­_вых =0.Для этого необходимо обеспечить идентичность параметров каскада, то есть должны быть одинак. параметры транз., также дожны быть один. R­_k1 и R­_k2 .При полной симметрии плеч токи покоя обоих транз. ,а также их изменения имеют равную величину.Потенциалы коллек. при этом тоже равны или получают одинак. прирощение напряж.При одинак. воздейст. дестабилизации факторов на оба транз. одновременно баланс моста не нарушается и на вых. напр.=0 а дрейф отсутствует.2-е основ требов. состоит в обеспечении глубокой ООС для синфазного сигналом, имеющих равные амплитуды, фазы и формы.То есть если на вх. ДУ присутствует U­_вх1 =U­_вх2 совпадающ. фазами, то можно говорить о поступлении на вх. ДУ синфазного сигнала. Синфазн. сигналы обусловлены наличием помех наводок,белых шумов.Выполнить 2-е требов. позволяет в виде диф. сопротив. или электрон. эквивалента.Если на вх. поступает синф. помеха отрицат. полярности, то оба транз. приоткрываются и токи обоих эммитеров возрастают.В результате через сопротив. эммит. будет протекать суммарное прирощение эммитерн. токов, образуещее сигнал ООС.Эммитер. цепь образует в ДУ последов. ООС по току , но при этом будет наблюдатся уменьшение коэф. усиления по напряж. для синф. сигналов каскада с ОЭ, образ. общие плечи для ДУ.Т.к. коэф. усилен. = для CфC по напряж. = - = чем лучше симметрии плеч, тем меньше прирощение .Т.к. идеальн. симметрия немозможна, то это прирощение всегда отлична от 0.Чтобыуменить коэф. усил. синфаз. помех необходимо усиливать эммитер. цепь путём увелич. дополн. сопротив. Усиливают эммитер. цепь след. образом:

a)c послед.связью б)с паралл. связь.

Работа ДУ для вх.диф. сигнала.ДС-противофазные сигналы, кот.равны по амплитуде но находят.в противофазах, т.е. U­_вх поступает на оба транз. по полпериода.Если U­_вх1 -отрицат полуволна, то U­_вх2 -положит. за счёт действия U­_вх1 Транз1 приоткрывается и ток его эммитера получает полож. прирощение.За счёт действия U­_вх2 транз. 2 призакрывается, и ток его эммитера получ. отриц. прирощение.В результате данных прирощенийв эммитер. цепи будет прирощение = - . Если общие плечи ДУ идеальны и симметричны то прирощение напряж. в эммитер. цепи будет стремится к 0, и ООС для диф.сигнала отсутствует.Это обстоятельство позволяет получать от каждого плечамаксим. усиления.Для диф. сигн. в любой момент напр.на вых. из. колл. цепи будут находит. в противофазах т на нагрузке происходит удвоенное U­_вых т.к. эммит. цепь образует отриц. связь только для синф. сигнала.