29. Трехкаскадная структура операционного усилителя

ОУ предназначен для усиления напряжения или мощности сигнала. Свойства и параметры ОУ определяются, в значительной мере, параметрами цепи ОС. У ОУ 2 входа: инвертирующий (сигнал, поданный на него, на выходе имеет фазу, противоположную входному сигналу). Неинвертирующий вход ОУ. Как правило, ОУ имеет 2-3 каскада.

Д К- входной дифференциальный каскад. Он рассчитывается так, чтобы не нуждался в цепях смещения баз, что позволяет ему работать от заземленных источников питания. Работает на микроамперных токах I0ОУ имеют большое входное сопротивлениекоэффициент усиления K1 мал.

УН-усилитель напряжения малого сигнала. Малые К1 вынуждает использовать усилитель напряжения. Например, несимметричный дифференциальный каскад. Его выходное напряжение снимают между коллектором и землей (его можно нагрузить на заземленную нагрузку). Потенциал базы всегда положительный 2-й дифференциальный каскад должен иметь высокий коэффициент ООС. Уровень выходного напряжения Uвых3 еще более высок, чем уровни Uвых1 и Uвых2нужен специальный каскад для сдвига потенциалов из положительной области в отрицательную, т.е. необходима ССУ – схема сдвига уровней. Согласование по постоянному уровню дифференциальному каскаду обеспечивают: транзисторы противоположного типа проводимости. В качестве ССУ может служить эмиттерный повторитель, где сдвиг осуществляется при помощи делителя напряжения, генератора стабильного тока и стабилитронов. Наиболее распространенным выходным интегрированных ОУ является ЭП либо простой либо двухтактный с комплементарной парой идентичный по характеристикам транзисторов (VT8, VT9). Диодный столбик на VD1, VD2 служит для устранения мертвой зоны, т.е. обеспечивает соответствующее смещение в цепи базы каждого транзисторов VT8, VT9.

УА- усилитель амплитуды, ЭП-эмиттерный повторитель. (схема 1 на след странице)

30. Двухкаскадная структура операционного усилителя

В интегральных схемах более применимы двухкаскадные ОУ, отличающиеся от трехкаскадных тем, что входной каскад выполняет функции ДК, а сдвиг уровня обеспечивает УН (схема 2 на след странице). Сюда же дать определение ОУ и его схему. На схеме 2 1 – ДК+(УН+ССУ), потом УА, потом ЭП

3 1. Режимы работы операционных усилителей в блоках эвм

В линейных и нелинейных устройствах ВТ ОУ применяются в составе:

1 - повторитель(тут все ясно). 2-сумматор Uвых=-R0*Σ(от 1 до n)Uвхi/Ri. 3-дифференциатор Uвых(p)=-pRCUвх(p). 4-интегратор Uвых(p)=-1/(pcR)*Uвх. 5-амплитудный ограничитель (выходное напряжение ограничено сверху и снизу). 6-выпрямитель (все графики есть). 7-автогенератор синусоидальных колебаний (на выходе синусоида) f=1/(2п*sqrt(R1R2C1C2)). 8-генератор прямоугольных сигналов (на выходе прямоугольные сигналы). f=1/(2R3C*ln(R2/[R1+R2])).

32. Компараторы напряжения

Компаратор – устройство сравнения мгновенных значений напряжения и фиксации этого момента. Пусть требуется сравнить входное напряжение Uвх с эталонным напряжением Uэт. Простейшей схемой, осуществляющей сравнение, будет дифференциальный каскад, который усиливает разности входного и эталонного напряжений, если эти напряжения подаются на входы. Предположим, что Kбеск., тогда вых напряжение теоретически беск., а практически UвыхЕпит (см. 1 график). Для повышения K компаратора кроме входного дифференциального каскада он имеет несколько усилительных каскадов, т.е. представляет собой ОУ, работающий в режиме прямого усиления, т.е. с разомкнутой цепью ООС. Для такой схемы с инвертирующим ОУ Uвых=0 при Uвх=Uэт; Uвых>0 при Uвх<Uэт. Пусть входное напряжение – это линейно нарастающая функция (график 2), а эталонное – постоянное. Тогда возникает ненулевой фронт с Δt, определяемой скоростью нарастания выходного напряжения ОУ и напряжением смещения компаратора как дифф. усилителя. Т.е. сравнение входного и эталонного напряжения ведется с точностью напряжения смещения, которое составляет 10-20мВ. Повышение быстродействия ( уменьшение Δt) является основной задачей.