Синфазный сигнал

ОУ конструируют так, чтобы они как можно больше изменяли U_вых при изменении U_диф и как можно меньше изменяли U_вых при одинаковом (синфазном) изменении U_вх1 и U_вх2.

На рисунках: а) действует только синфазный сигнал U_сф = U_вх1 = U_вх2, при этом U_диф = 0; б) график зависимости U_вых от U_сф.

Если модуль |U_сф| сравнительно мал, то синфазный сигнал слабо влияет на напряжение U_вых. Иначе его влияние, как следует из графика, может быть очень существенным. Если синфазный сигнал оказывается чрезмерно большим по модулю, то операционный усилитель может выйти из строя. Влияние синфазного сигнала при его малых по модулю значениях характеризуют коэффициентом усиления синфазного сигнала K_сф и коэффициентом ослабления синфазного сигнала K_ос.сф

Коэффициент К всегда положителен. Коэффициенты K_сф и K_ос.сф могут быть как положительными, так и отрицательными. Но в справочных данных обычно указывают модули этих коэффициентов. Модуль коэффициента K_сф обычно близок к единице, поэтому модуль коэффициента K_ос.сф обычно такого же порядка, что и коэффициент K, т.е. 10⁴…10⁵.

Наверх

Влияние входных токов на выходное напряжение

Рассмотрим схему с двумя резисторами на входе при отсутствии источников входных сигналов.

Для реальных ОУ токи I₁, I₂ составляют от десятков наноампер до единиц микроампер. Как правило, I₁ ≠ I₂, R₁ ≠ R₂. Следовательно на входе возникает паразитный сигнал, который будет восприниматься как дифференциальный, что приведет к нарушению режима работы ОУ. Для его коррекции могут быть использованы выводы "NC".

Наверх

Амплитудно-частотная характеристика оу

При увеличении частоты f уменьшается коэффициент K и возникает сдвиг по фазе φ между напряжениями U_диф и U_вых (предполагается, что эти напряжения синусоидальные). Для учета этого удобно учитывать комплексный коэффициент усиления по напряжению  :

, где  ,   – соответственно комплексные действующие значения переменных напряжений U_диф и U_вых.

АЧХ ОУ приведена на рисунке:

АЧХ показывает, что | | начинает уменьшаться уже при очень низких частотах (около 10 Гц). В практических схемах ОУ используется с отрицательными обратными связями, что значительно улучшает частотные свойства и обеспечивает работу на частотах в десятки, сотни кГц.

У некоторых операционных усилителей частотные характеристики таковы, что возможно самовозбуждение (при этом усилитель на основе операционного усилителя превращается в генератор). Для необходимого изменения частотных характеристик используют корректирующие устройства (конденсаторы или RC-цепочки). Выводы операционного усилителя, предназначенные для подключения корректирующей цепей, обозначаются через FC.

Наверх

Раздел 2. Аналоговые электронные устройства. Усилители. Усилители

При измерении электрических величин, контроле и автоматизации технологических процессов возникает необходимость усиления электрических сигналов. Для этой цели служат усилители, т.е. устройства, в которых сравнительно маломощный входной сигнал управляет передачей значительно большей мощности от источника питания в нагрузку. Усилители выполняются на биполярных и полевых транзисторах или на интегральных схемах.

Простейшая ячейка, позволяющая осуществить усиление, называется каскадом. Структурная схема усилительного каскада показана на рисунке:

Усилительный каскад имеет входную цепь, к которой подводится входное напряжение U_вх (усиливаемый сигнал), и выходную цепь для получения выходного напряжения U_вых (усиленный сигнал). Усиленный сигнал имеет значительно большую мощность по сравнению с входным сигналом. Увеличение мощности сигнала происходит за счет источника электрической энергии Е. УЭ - управляющий элемент, выполненный на биполярном или полевом транзисторе.

К основным характеристикам усилителя относятся:

Наверх