Дифференциальный усилитель на оу

Схема усилителя приведена на рисунке 3.33д. Входные сигналы подаются на оба входа одновременно. Анализ работы будем вести учитывая, что U_д  0 и I_вх  0. Предварительно необходимо отметить, что если U_вх = 0, то усилитель по отношению к U₁ будет действовать как инвертирующий. Входной ток на неинвертирующем входе равен нулю (через R₂, R₄ ток не протекает) и U'_ос = 0. Если U₁ = 0, а сигнал подан на неинвертирующий вход, то по отношению к U₂ усилитель будет действовать как неинвертирующий. При этом

U = U₂R₄/(R₂ + R₄) . (3.110)

Если поданы оба напряжения, то сигнал на инвертирующем входе вызовет такое изменение выходного напряжения, что потенциал точки А примерно станет равным потенциалу точки Б, т.е.

U_ос  U .

Так как I₁  I_ос, I₂  I , U_д  0, то

. (3.111)

Отсюда . (3.112)

При условии, что R₁ = R₂, R₃ = R₄ = R_ос (коэффициенты передачи по обоим входам одинаковы) из (3.112) с учетом (3.110) для U_вых можно получить соотношение

U_вых = R₃(U_ос/R₃ + U_ос/R₁ – U₁/R₁) = U_осR₃(1/R₃ + 1/R₁) –

- U₁R₃/R₁ = U₂R₄/R₁ – U₁(R₃/R₁) = R_ос/R₁(U₂ – U₁). (3.113)

Исходя из (3.113) следует, что сигнал на выходе пропорционален разности входных напряжений, а К_ос при условии равенства сопротивлений равен:

. (3.114)

Передаточная характеристика для такого усилителя приводится или в виде двух кривых отдельно по каждому входу или в виде зависимости U_вых = (U₂ – U₁). При этом ее вид совпадает с характеристикой для неинвертирующего усилителя (рисунок 3.33г).

Повторитель напряжения на оу

Схема повторителя напряжения приведена на рисунке 3.33е. Входной сигнал подается на неинвертирующий вход, а инвертирующий соединен с выходом. Из (3.109) при условии R_ос = 0 следует, что К_ос  1, т.е. напряжение на выходе равно входному по величине и фазе. Входное сопротивление повторителя высоко, а выходное мало (см. анализ влияния ООС на R_вх и R_вых, раздел 3.4.3.) и определяется из соотношений

R'_вх  (1 + К)R_вх ;

(3.115)

R'_вых  R_вых/(1 + 'К),

где ' = R_вх/(R_вх + R₂)

R_вх, R_вых, K – входное, выходное сопротивления и коэффициент усиления ОУ;

R₂ – внутреннее сопротивление источника сигнала.

Контрольные вопросы к разделу 3.4

1. Функциональная схема усилителя, принцип построения.

2. Классификация усилителей.

3. Параметры и характеристики усилителя.

4. Типы обратных связей в усилителе. Влияние ООС на параметры.

5. Определение устойчивости усилителя.

6. Каскад с ОЭ: схема, принцип работы, назначение элементов.

7. Графическое определение токов и напряжений на элементах схемы.

8. Способы задания рабочей точки усилителя.

9. Способы термостабилизации рабочей точки усилителя.

10. Эквивалентная схема усилительного каскада и анализ АЧХ, ФЧХ.

11. П-образная схема замещения усилителя и упрощенный расчет основных параметров.

12. Усилительный каскад с общим коллектором: схема, принцип работы, назначение элементов.

13. Каскад с ОК на составном транзисторе и с динамической нагрузкой.

14. Усилители с использованием полевых транзисторов: схемы, преимущества, недостатки.

15. Схемы резонансных усилителей с последовательным и параллельным питанием.

16. Передаточная динамическая характеристика усилителя и режимы работы усилителей.

17. Двухтактные усилители: схемы и принцип работы рансформаторных и бестрансформаторных усилителей.

18. Многокаскадные усилители.

19. Усилители постоянного тока: схемы, назначение, особенности реализации.

20. Дифференциальный усилительный каскад: схема, принцип работы, преимущества, недостатки, уравнение для передаточной характеристики.

21. ОУ: функциональная схема, параметры, характеристики.

22. Усилители с использованием ОУ: схемы, характеристики, расчет коэффициента передачи.