Основные параметры операционных усилителей

(В скобках указаны параметры для ОУ 140уд7.)

1. Коэффициент усиления к – это отношение U_ВЫХ/U_ВХ при отсутствии обратной связи. Значение К уменьшается с ростом частоты входного сигнала из-за внутренних паразитных емкостей ОУ (К > 50 000).

2. Частота единичного усиления f – значение частоты входного сигнала, при которой к = 1 ( f > 0,8 МГц).

3. Напряжение смещения U_СМ (или входное напряжение сдвига U_СДВ) – значение напряжения, которое необходимо подать на вход оу, чтобы U_ВЫХ = 0 (появляется из-за разброса параметров входных транзисторов ОУ) (U_СМ < 4 мВ).

4. Входные токи I_ВХ (или входной ток смещения I_СМ) – токи, протекающие через входные контакты ОУ, необходимые для работы входного каскада ОУ. Эти токи обусловлены базовыми токами входных биполярных транзисторов или токами утечки зат­воров для ОУ с полевыми транзисторами на входе (I_ВХ < 200 нА).

5. Входное сопротивление. R_ВХ = U_ВХ / I_ВХ (при заданной частоте входного сигнала) (R_ВХ > 0,4 МОм).

6. Выходное сопротивление R_ВЫХ = U_ВЫХ / I_ВЫХ (R_ВЫХ < < 150 Ом).

7. Коэффициент ослабления синфазного сигнала (К_{ОС СФ} > < 70 дБ).

8. Выходной ток I_ВЫХ – максимальное значение выходного тока оу, при котором гарантируется работоспособность прибора. Часто вместо значения I_ВЫХ приводят минимальное значение сопротивления нагрузки R_Н (I_ВЫХ = 20 мА, R_Н > 2 кОм).

9. Ток потребления I_ПОТ – ток покоя (без нагрузки), потребляемый ОУ (I_ПОТ < 2,8 мА).

10. Напряжение питания U_П (U_П =  15 1,5 В).

11. Выходное напряжение U_ВЫХ (U_ВЫХ <  11,5 В).

12. Предельно допустимые значения (мощности, входного напряжения, температуры и т.д.). Превышение этих максимальных значений приводит к повреждению ОУ.

Выводы операционного усилителя

На рис. 34 показаны выводы ОУ 140уд7. Выводы 4 и 7 – напряжения питания «–15 В» и «+15 В». Вывод 2 – инвертирующий вход. Увеличение входного напряжения на этом входе уменьшает выходное напряжение (сигнал на выходе получается в противофазе относительно входного). Вывод 3 – неинвертирующий вход. Увеличение напряжения на этом входе увеличивает выходное напряжение. Вывод 6 – выход. Выводы 1 и 5 – балансировка нуля.

Простые правила для анализа схем, использующих оу

1. Дифференциальное входное напряжение Ug (разность потенциалов между инвертирующим и неинвертирующим входами) очень мало, поэтому можно считать, что Ug = 0.

2. Входы ОУ потребляют очень небольшие токи, поэтому для простоты можно считать, что I_ВХ = 0.

3. Правила 1 и 2 справедливы для любого ОУ при условии, что он находится в активном режиме, т.е. его входы и выходы не перегружены. Если подать на вход ОУ большой сигнал, то это приведет к тому, что выходной сигнал будет срезаться вблизи уровней напряжений «–U_П» или «+U_П». Размах выходного напряжения не может быть больше диапазона напряжения питания.

4. В схеме обязательно должна быть цепь отрицательной обратной связи по постоянному току.

О писание установки

Макетная панель (рис. 35) содержит микросхему ОУ, схемы из частично соединённых резисторов, а также потенциометры для подачи входных напряжений и установки нуля ОУ. Монтаж исследуемых элект­рических схем производится при помощи гнезд на макетной панели и гибких проводников. Контроль напряжения вольтметром в разных точках схемы осуществляется в гнездах на передней и боковой сторонах макетной панели.