3. Основные технические характеристики оу (статические). Прецизионные оу.

ОУ – это усилители электрических сигналов, принципиальная схема которых выполнена на базе пассивных и активных элементов с непосредственными связями, имеющие дифференциальные входы.

Статические характеристики ОУ.

1. Коэффициент усиления – это отношение значения приращения выходного напряжения к приращению на входе, вызвавшему это приращение на выходе. , – дифференциальное напряжение. У ид-о ОУ коэф-т ус-я стрем-я к беск-ти, а у реального – он от 20000 до 10 млн.

2 . Напряжение смещения – такое дифференциальное входное напряжение, которое приводит выходное напряжение к нулю (от 1 мВ до 10 нВ). 3. Амплитудная характеристика

Характеристика смещена из-за того, что на входе есть смещение напряжения.

4.Средний температурный дрейф напряжения смещения (дрейф нуля по напряжению). . Наблюд-я тенд-я к сниж-ю темп-о др-а в совр-х ОУ. В совр-х ОУ темп-й дреф равен (20- 0.01) мкВ/С.

5. Временной дрейф напряжения смещения имеет размерность: мкВ/Т.

Вр-й дрейф имеет наиб-е знач-е для редко обслуж-х приборов. Вр-й дрейф опред-я кач-ом изгот-ля ОУ (наличием примесей, пыли), поэтому техн-ия изгот-я ОУ треб-т стерильн-и.

6. Коэффициент подавления синфазного напряжения показывает, какое значение дифференциального входного напряжения ΔUвх диф следует приложить ко входу усилителя, чтобы скомпенсировать усиление входного синфазного сигнала. Можно определить как отношение Ку к коэффициенту передачи синфазного сигнала. Часто употребляется логарифмическая мера определения КОСС: . У всех ОУ значения коэф-та различ-ся, но тип-е его знач-е (60-120)дБ.

7. Входной ток ОУ. Зависит от температуры (удваивается приблизительно в 2 раза на каждые 10 С).

а) Средний входной ток определяется следующим выражением: . Измеряются при таком Uвх, при котором Uвых = 0.

б) Разность входных токов , измеряется при U_вых = 0. Может составлять от 1% (биполярный) до 50% (полевой) от I_вх.

8. Максимальный выходной ток порядка 5 мА.

9. Входное сопротивление - сопротивление со стороны одного из входов ОУ, в то время как другой заземлен, и принимает значения от 10 до 100 кОм (у идеального ОУ →∞).

5. Выходное сопротивление определяется Rвых=∆Uвых/Iвых и принимает значение около 100 Ом.

Прецизионные ОУ.

Прецизионные ОУ характеризуются суммарной погрешностью не более долей процента и при среднем быстродействии имеют высокий коэффициент усиления напряжения, малое напряжение смещения нуля, большой коэффициент подавления синфазного сигнала, малый входной ток и низкий уровень шума.

Выделяют виды прецизионных ОУ: а) precision (U_смещ < 1 мВ); б) high precision (U_смещ < 100 мкВ); в) ultrahigh precision (U_смещ < 10 мкВ); г) chopper – усилители с прерыванием сигнала (U_смещ < 5 мкВ), модуляция/демодуляция, дрейф нуля – 0,04-0,01 мкВ на С, имеют маленькие входные токи.

4. 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.