Интегральные усилители постоянного тока (интегральные оу постоянного тока).

Свойства:

1. Если ,, то. То есть напряжениеинвертируется, меняя фазу на.

2. Если ,, то. То есть второй вход ОУ являетсянеинвертирующим.

при .

при .

- собственный дифференциальный коэффициент усиления ОУ.

Схемы с оу и их свойства.

Рассмотрим свойства идеального и идеализированного ОУ.

Напоминание:

(касается понятий «реального», «идеального», «идеализированного»)

ВАХ идеального диода ВАХ идеализированного диода ВАХ реального диода

1. Входные токи для каждого входа равны нулю, то есть при любом входном напряжении.

2. Частотная характеристика идеальна для всей рассматриваемой полосы частот от до.

3. Выходное сопротивление принимаем равным нулю, то есть .

4. Напряжение дрейфа отсутствует, то есть при ,.

Это достигается благодаря напряжению смещения нуля - - это то напряжение, которое надо подать на вход, чтобы на выходе напряжение было равным нулю (так называемая поправка на ноль).

К примеру, если мВ, то на вход нужно податьмВ.

5. Для идеального ОУ: . Для идеализированного ОУ:. Для идеального и идеализированного ОУ:.

. Если , то(так называемыйвиртуальный ноль, так как на самом деле чуть-чуть больше нуля).

Идеальный оу Идеализированный оу

Для реального ОУ: .

Различные схемы использования оу. Применение оу.

1. Инвертирующий усилитель.

Изменяет на противоположную фазу с заданным коэффициентом передачи.

В данной схеме реализована параллельная ООС по напряжению.

Схема замещения:

Сажаем на землю по принципу суперпозиции, замыкаем источник на выходе, а потом смотрим с выхода.

Инвертирующее включение: сигнал подается на инверсный вход.

По методу двух узлов (либо по принципу суперпозиции) можем записать:

влияние на.

влияние на.

При : .

Согласно определению: .

Подставляем выражение в выражение. Получаем:

Примечание (численный пример).

Если ,К, аК, то

.

Это система с высоким коэффициентом , если можнопренебречь.

Рассмотрим как влияет нестабильность на параметры усилителя. К примеру, ситуация при которой(нестабильность).

Пусть .

Если ,

При получим.

Если же взять , то нестабильность получится, то есть погрешность пренебрежимо мала.

Если ивзять равными, то коэффициент усиления будет равен единице. Такое устройство называетсяинвертирующим повторителем.

2. Неинвертирующий усилитель.

, но так («») никогда не обозначают.

,

,

При ,.

Нестабильность будеттакая же:

Входное сопротивление . Входной сигнал подается на неинвертирующий вход. Входной ток равен нулю.

Если в данной схеме принять, что ,, то получим схему:

Эта схема называется повторителем. Входное сопротивление равно .

3. Дифференциальный усилитель.

Чем отличается дифференцирующий усилитель от дифференциального?

Сигналы подаются на оба входа: на прямой и инверсный.

.

Примем (обычно,).

.

При :.

Нестабильность (погрешность коэффициента передачи).

Входное сопротивление имеет разные значения по разным входам:

По :

По :

Входной ток равен нулю, поэтому ток течет в землю.

Суммирующе-инвертирующий усилитель.

(по методу двух узлов элементов межузлового напряжения, сверху стоит сумма эквивалентных источников тока, снизу стоит сумма проводимостей).

При :.

Если , то

Суммирующе-неинвертирующий усилитель.

Д/з: написать формулу для выходного напряжения.

Суммирующе-вычитающий усилитель.

Д/з: нарисовать схему и написать формулу для выходного напряжения.

Интегрирующий усилитель (интегратор).

(в общем случае)

где ,.

где -постоянная времени.

, где -начальное напряжение на конденсаторе.

В частности, если на вход устройства подается сигнал следующей формы:

То на выходе получим следующее:

Д/з: потренироваться с треугольником на входе, с синусом (второй полупериод выпрямлен), с пилой.

- полная формула амплитуды.

График , если, если не выполняется, то он будет стремиться к, дальше не будет.

При сдвиг фазы не равен:

- формула для ЛАЧХ.

Дб

Дб

Дб

Это как раз (это следует из формулы, когда в скобке получается единица.

Для идеального случая набег фаз всегда составляет .