27. Свойства идеального оу. Амплитудная характеристика. Режимы работы оу
Идеальным операционным усилителем, считается усилитель, который имеет следующие свойства:
бесконечно большой дифференциальный коэффициент усиления по напряжению (у реальных ОУ от 1 тыс. до 100 млн.);
нулевое напряжение смещения нуля Uсм, т.е. при равенстве входных напряжений выходное напряжение равно нулю (у реальных ОУ Uсм, приведенное ко входу, находится в пределах от 5 мкВ до
50 мВ);
нулевые входные токи (у реальных ОУ от сотых долей пА до единиц мкА);
нулевое выходное сопротивление (у реальных маломощных ОУ от десятков Ом до единиц кОм);
коэффициент усиления синфазного сигнала равен нулю;
мгновенный отклик на изменение входных сигналов (у реальных ОУ время установления выходного напряжения от единиц наносекунд до сотен микросекунд).
Типичная логарифмическая амплитудно-частотная характеристика операционного усилителя:
33
28. Примеры построения аналоговых схем на основе оу: инвертирующий и неинвертирующий усилители, вычитатель, сумматоры, интеграторы, дифференциаторы, компараторы. Временные диаграммы
Инвертирующий
усилитель –
инвертирует
и усиливает/ослабляет
напряжение
(то есть умножает напряжение на
отрицательную константу). Абсолютная
величина коэффициента усиления может
быть как больше, так и меньше единицы
как больше,.
Неинвертирующий
усилитель –
усиливает
напряжение
(умножает
напряжение
на константу, большую единицы).
Вычитатель
–
данная
схема предназначена для получения
разности
двух
напряжений, при этом каждое из них
предварительно умножается на некоторую
константу (константы определяются
резисторами).
Сумматор
–
суммирует
(с
весом)
несколько
напряжений.
Сумма
на
выходе инвертирована, то есть все веса
отрицательны.
Интегратор
–
интегрирует
(инвертированный)
входной
сигнал по
времени.
Дифференциатор
–
дифференцирует
(инвертированный)
входной
сигнал
по времени.
Компаратор
–
сравнивает
два напряжения и выдает на выходе одно
из
двух состояний в зависимости от того,
какое из входных напряжений больше.
34
32. Ключевой режим транзистора. Ключи на биполярном и полевом транзисторах
Транзисторные ключи (ТК) являются одним из наиболее распространенных элементов импульсных устройств. На их основе создаются триггеры, мультивибраторы, коммутаторы, блокинг-генераторы и т. д.
зависимости от целевого назначения ТК и особенностей его работы схема ТК может несколько видоизменяться. Но, несмотря на это, в основе всех модификаций лежит изображенная на рис.1 транзисторная ключевая схема.
Принято различать следующие режимы работы ключа: режим отсечки; нормальный активный; инверсный активный; режим насыщения.
ТК имеет два основных состояния: разомкнутое, которому соответствует режим отсечки транзистора (транзистор заперт), и замкнутое, которое характеризуется режимом насыщения транзистора или режимом, близким к нему.
течение процесса переключения транзистор работает в активном режиме. Процессы в ключевом каскаде носят нелинейный характер.
Ключи на полевых транзисторах используются для ком-мутации как аналоговых, так и цифровых сигналов, причем коммутаторы аналоговых сигналов обычно выполняют на полевых транзисторах с управляющим p-n-переходом или МОП-транзисторах с индуцированным каналом. В цифровых схемах применяются только МОП-транзисторы с индуцированным каналом.
Для ключей на полевых транзисторах характерно: 1) малое остаточное напряжение на ключе, находящемся в проводящем состоянии; 2) высокое сопротивление в непроводящем состоянии и, как следствие, малый ток, протекающий через транзистор, канал которого перекрыт; 3) малая мощность, потребляемая от
источника управляющего напряжения; 4) хорошая электрическая развязка между цепью управления и цепью коммутируемого сигнала, что позволяет обойтись без трансформатора в цепи управления; 5) возможность коммутации
электрических сигналов очень малого уровня (порядка мкВ).
По быстродействию ключи на полевых обычно уступают ключам на биполярных транзисторах.
35