Буферизованный ОУ
•Если ток нагрузки Rн слишком мал, минимальный ток эмиттера можно обеспечить за счет R1 и R2
• Если быстродействие ОУ существенно выше, чем у
транзистора, полосу
ОУ можно ограничить
• Самый простой
способ это сделать –
добавить RC-цепь
• Такой прием
называется
простейшим видом
компенсации каскада
Компенсация
•Несколько слов о компенсации:
–Цель – не допустить инверсии фазы сигнала ООС (отрицательной обратной связи) из-за цепей, которые ее формируют
–Наличие конденсатора С1 «обманывает» ОУ. После любого изменения напряжения на выходе ОУ он сразу «видит» реакцию на инверсном входе
–Через некоторое время (порядка R4 C1) при постоянных входном напряжении и выходном токе схемы, эффекты, связанные с наличием цепи компенсации перестают быть заметны
UВЫХ
UВЫХ
UВХ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t
t
ОУ как универсальный регулятор
•Если вы можете превратить напряжение в некоторую физическую величину, и измерить эту величину, превратив ее в напряжение, на ОУ можно построить регулятор этой физической величины!
•Например, на ОУ можно сделать маломощный но точный и малошумящий регулятор температуры:
Аналоговый компаратор
•В этой схеме ОУ постоянно находится в режиме насыщения
•Выходной сигнал +UП означает, что UВХ > UОП,
•-UП, означает, что UВХ < UОП:
Аналоговый компаратор
•Для реализации таких схем существуют специальные микросхемы компараторы, имеющие выход с открытым коллектором (на выходе – транзисторный ключ)
•Они «не умеют» выдавать на выходе напряжение
•Выходной транзисторных ключ либо открыт, либо закрыт
•При наличии резистора-подтяжки выходной сигнал ИМС-компаратора является цифровым
•«Резистор подтяжки» может быть подключен не к +UП, а к другому напряжению, например, 5В, для получения ТТЛ-совместимого цифрового сигнала:
Аналоговый компаратор
•Входы компаратора (или ОУ в схеме компаратора) можно менять местами:
UВЫХ |
|
UВЫХ |
|
|
|
|
UВХ |
|
|
UВХ |
|
|
|||
|
|
|||
UОП |
UОП |
|||
Аналоговый компаратор
• Если ничего не предпринять, аналоговый компаратор будет реагировать на малейшие изменения
входного напряжения в районе U
• Если входной сигнал зашумлен, всякое пересечение его значением порога срабатывания компаратора будет сопровождаться серией логических переходов на выходе схемы компаратора:
UВХ
UВЫХ UОП
t
Аналоговый компаратор
•Снизить «чувствительность» компаратора к малым изменениям входного сигнала в
районе UОП можно добавив
положительную обратную связь в
схему сравнения
•R3 << (R1+R2), R3 можно пренебречь, считая в расчетах, что его номинал - нулевой
•То, с чем сама микросхема-компаратор сравнивает UВХ, начинает зависеть от
текущего состояния выхода компаратора:
– Если на выходе +UП, для перехода выхода в |
UВЫХ |
GND нужно напряжение, превышающее UОП |
|
–В противном случае требуется входное напряжение, несколько меньшее, чем UОП
•На характеристике возникает гистерезис
UГ
UВХ
UОП
Аналоговый компаратор
•Как зависит глубина гистерезиса от R1 и R2?
•Рассмотрим упрощенную схему для случая, когда компаратор будет переключаться из GND в +UП
•В исходном состоянии на его выходе нулевое напряжение, следовательно, эквивалентная схема для этой ситуации такова:
• Рассчитаем порог 
переключения компаратора в другое состояние: 
UВХ = UОП R1 / (R2+R1)
•Фактически, это формула делителя напряжения
Аналоговый компаратор
• Рассмотрим упрощенную |
|
|
схему для случая, когда |
I |
|
компаратор будет |
||
|
||
переключаться из +UП в GND |
|
• В исходном состоянии на его выходе +UП, следовательно, эквивалентная схема для этой ситуации такова:
•Рассчитаем порог переключения компаратора в другое состояние.
•Ток I = (UП – UОП) / (R1+R2)
UВХ = UОП + I R2 = UОП + R2 (UП – UОП) / (R1+R2)