1.8 Усилительные |
|
|
|
|
|
каскады |
|
. |
– |
это |
|
Амплитудно-частотная |
характеристика |
|
|||
зависимость модуля коэффициента усиления от частоты усиливаемого сигнала.
Частоты fН и fB называются нижней и верхней граничными частотами, а их разность (fH fB) ‒ полосой пропускания усилителя.
Совместно перечисленные характеристики составляют передаточную характеристику усилителя, представляющую собой комплексную зависимость
выходного |
напряжения (тока) |
|
усилителя |
от |
входного |
напряжения (тока). |
11 |
|
1.9 Операционные усилители
.
1.9 Аналоговые микросхемы. Операционные усилители
Операционный усилитель (ОУ) – это усилительное устройство универсального назначения, выполненное по технологии интегральных микросхем.
Особенности:
Большой коэффициент усиления KU.
Большое входное сопротивление RВХ.
Малое выходное сопротивление RВЫХ.
При помощи введения обратных связей позволяет выполнять операции сложения, умножения, интегрирования, дифференцирования.
12
1.9 Операционные усилители
. Графическое изображение ОУ
UВХ1 |
+ |
UВЫХ |
UВХ1 - прямой вход; |
|
UВХ2 |
- |
|
UВХ2 - инверсный вход; |
|
|
UВЫХ – выход; |
|||
|
|
|
||
|
+E |
|
+E, -E – к источникам |
|
|
-E |
|
питания |
|
UВЫХ=KU(UВХ1– UВХ2). |
Напряжение на выходе UВЫХ: |
|||
синфазно UВХ1 и противофазно UВХ2. |
||||
|
|
|||
Основные параметры ОУ: |
|
|||
1.Коэффициент усиления по напряжению KU.
2.Входное и выходное сопротивления RВХ и RВЫХ.
3.Входной ток IВХ.
4. Напряжения источников питания +E и – E. |
13 |
1.9 Операционные усилители
.
Идеальный ОУ обладает свойствами:
1.Бесконечно большое сопротивление Rвх , т.е. входные токи равны нулю I1=I2=0.
2.Нулевое сопротивление Rвых =0, т.е. напряжение между
входами ОУ равно нулю
UВХ1 – UВХ2 = UВЫХ / KU→0;
|
3. KU . |
|
|
|
|
|
|
|
Трехкаскадная структурная схема ОУ |
|
|
||||
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
E |
УН – усилитель |
|
|
|
|
|
|
|
напряжения, |
|
ВХ1 |
ДК |
Ун |
Ум |
UВЫХ |
KU2>100; |
|
|
UВХ |
|
|
УМ – усилитель |
||||
U |
|
|
|
- |
|||
|
|
2 |
|
|
мощности, KU3 <50; |
||
|
|
|
|
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДК – дифференциальный каскад, |
KU 10, большое RВХ. |
14 |
|||||
1.9 Операционные усилители |
|
|
|
|
. |
Типы ОУ |
|
|
|
|
Инвертирующий усилитель |
|||
|
Неинвертирующий усилитель |
|||
|
R2 |
|
R2 |
|
|
|
|
||
UВХ |
+ |
UВЫХ |
|
- |
|||
|
|
R1
UВЫХ= UВХ (1 + R2 / R1).
|
Повторитель сигнала |
|
UВХ |
+ |
U |
|
||
|
- |
ВЫХ |
|
|
|
UВЫХ= UВХ.
|
+ |
UВЫХ |
|
UВХ |
- |
||
|
|||
R1 |
|
||
|
|
UВЫХ= – UВХ (R2 / R1).
Амплитудные характеристики
UВЫХ
Инв.
Неинв.
Повт. UВХ
15
1.9 Операционные усилители
.
Суммирующий усилитель
|
|
RОС |
|
R1 |
|
|
+ |
UВЫХ |
UВХ1 |
- |
|
R2 |
|
|
|
|
|
|
UВХ2 |
|
UВЫХ= –(UВХ1 RОС / R1 + UВХ2 RОС / R2).
Если R =R =R, |
UВЫХ= –(UВХ1 + UВХ2 )RОС / R. |
|
1 |
2 |
|
16