23. Обратные связи в усилителях.

Усилитель, у которого часть энергии выходного сигнала подается на вход, называется усилителем с обратной связью. Структурная схема усилителя с обратной связью показана на рисунке:

На вход усилителя с коэффициентом усиления К подается сигнал y. Он равен сумме входного сигнала x_вх и сигнала z, поступающего по цепи обратной связи z = Β · x_вых. Здесь Β - коэффициент обратной связи. Сигнал на выходе усилителя x_вых будет равен y · K, или: x_вых = (x_вх + Β · x_вых) · К. Связь между входным и выходным сигналами в таком усилителе равна

Коэффициент усиления усилителя с обратной связью равен

В рассмотренном случае y = х_вх + z, т.е. на входе сигналы суммируются. Такая обратная связь называется положительной. Положительная обратная связь в усилителях не используется.

В усилителях используется отрицательная обратная связь (ООС), при которой y = х_вх - z.

Коэффициент усиления усилителя с ООС равен

где К – коэффициент прямой передачи, или коэффициент усиления без обратной связи, Β – коэффициент передачи цепи обратной связи, 1 + Β·k – глубина обратной связи, Β·k – петлевое усиление.

При Β·k >> 1, K_oc ≈ 1/Β, т.е. при глубоком ООС зависит только от свойств цепи обратной связи.

В общем случае K и Β имеют комплексный характер  . Для упрощения удобно   считать частотно независимыми, т.е. действительными величинами K и Β.

24. Операционный усилитель, устройство, параметры, характеристики.

Операционный усилитель (ОУ) является ключевым элементом преобразующих и вычисли-

тельных устройств ИИС. По принципу действия ОУ сходен с обычным усилителем – предназна-

чен для усиления напряжения или мощности входного сигнала. Однако, в то время как свойства

и параметры обычного усилителя полностью определяются его схемой, свойства и параметры

ОУ определяются преимущественно параметрами цепи обратной связи. ОУ выполняют по схеме

усилителя постоянного тока с нулевыми значениями входного напряжения смещения нуля и вы-

ходного напряжения. Они характеризуются также большим коэффициентом усиления, высоким

входным и низким выходным сопротивлением. Ранее такие усилители использовались в анало-

говых вычислительных устройствах для выполнения математических операций. Отсюда про-

изошло название – операционный усилитель.

В настоящее время ОУ производятся в виде отдельных интегральных микросхем и в соста-

ве более сложных функциональных микросхем. Размеры и стоимость обычных ОУ не на много

отличаются от отдельных транзисторов. Но благодаря практически идеальным характеристикам

ОУ реализация различных схем на ОУ значительно проще, чем на отдельных транзисторах.

25. Типовые применения операционных усилителей.

Операционным усилителем (ОУ) называют интегральный усилитель постоянного тока, параметры которого зависят от свойств охватывающей его цепи отрицательной обратной связи. В современной схемотехнике ОУ - одни из наиболее распространенных элементов. На основе ОУ можно реализовать устройства, предназначенные для усиления, фильтрации и обработки сигналов произвольной формы, а также иные узлы радиоэлектронной аппаратуры. В общем виде ОУ представляет собой усилитель, имеющий два входа и один выход. Основные схемы включения ОУ при подаче на его вход(ы) сигналов малого уровня от источников напряжения или тока представлены в табл.1. Обобщенная схема устройств из табл.1 приведена на рис.1, где G-, G+ источники напряжения или тока, подключенные к инвертирующему ("-") или неинвертирующему ("+") входам ОУ.