11.6 Запитання та завдання для самоконтролю

1. Використовуючи довідкову літературу виберіть типи ОП, що забезпечують найбільший коефіцієнт підсилення, найбільший вхідний опір, найбільшу швидкодію.

2. Які шляхи побудови ОП з ідеальними характеристиками?

3. Визначить допустиму швидкість спаду АЧХ ОП, якщо градація частоти задається в октавах.

4. Яку кількість каскадів повинен мати ідеальний ОП і чому?

5. При яких умовах передатна функція ОП визначається тільки параметрами зовнішнього кола?

6. Назвіть основні параметри та характеристики ОП.

7. Наведіть основні схеми включення ОП і охарактеризуйте тип зворотного зв'язку, що в них застосовується.

8. Запишіть рівняння основних параметрів каскадів на ОП, охоплених такими зворотніми зв’язками:

– послідовний за напругою;

– паралельний за напругою;

– послідовний за струмом;

– паралельний за струмом.

Поясніть їхній принцип дії.

9. Доведіть, що некоректований ОП може збуджуватись. При яких умовах?

Література [30-34]

12 КаскАди на операційних підсилювачах, що здійснюють операції над сигналом

12.1 Інвертувальні каскади

На практиці часто застосовується інвертувальне включення, що являє собою схему включення ОП з паралельним ВЗЗ за напругою, рис. 12.1.

Рисунок 12.1 – Функціональна схема інвертувального підсилювача

Якщо вважати, що власний вхідний опір ОП досить великий, відомо, що в ідеальному ОП він прямує у нескінченність, то струм від джерела сигналу в ОП не протікає і дорівнює

.

Струм сигналу при вказаних умовах може протікати тільки через резистор , створюючи на ньому падіння напруги

.

Падіння напруги на резисторі з великою точністю дорівнює напрузі вихідного сигналу, тобто потенціал лівої (на схемі) точки резистора, що підключений до точки підсумовування струмів практично дорівнює нулю. В цій точці створюється, так званий, штучний нуль потенціалу у схемі, чи, інакше, точка штучного заземлення

.

Відповідно, коефіцієнт підсилення за напругою для цієї схеми буде дорівнювати

,

де – коефіцієнт зворотного паралельного зв'язку за напругою.

У першому наближенні можна вважати, що вхідний опір пристрою, на основі інвертувального включення ОП, з боку джерела сигналу, дорівнює

,

величина цього опору, як правило, не значна.

Вихідний імпеданс цієї схеми, як показано в табл. 11.2

.

Для балансування схеми за постійним струмом вмикається додатковий резистор опром

.

З метою вилучення помилкової напруги, у випадку, коли ця схема працює як підсилювач постійного струму, необхідно строго забезпечити рівність сумарних опорів, що включені у кола неінвертувального і інвертувального входів ОП.

Найпростішою схемою використання ОП у інвертувальному включенні є інвертувальний повторювач вхідного сигналу, рис. 12.2, де забезпечена умова .

Для цієї схеми , тому

,

тобто ,.

Рисунок 12.2 – Функціональна схема інвертувального повторювача вхідного сигналу

Для аналогового підсумовування сигналів (мікшер) використовується схема інвертувального підсумовувача, рис. 12.3, вихідна напруга якої

.

Рисунок 12.3 – Функціональна схема інвертувального суматора сигналів

Функціональні схеми регулювання коефіцієнта підсилення інвертувального підсилювача наведені на рис. 12.4, а, б

Перша схема відрізняється тим, що при регулюванні змінюється її вхідний опір, а залежність коефіцієнта підсилення нелінійна. Для другої схеми (б) характеристика регулювання лінійна.

Рисунок 12.4 – Функціональні схеми регулювання коефіцієнта підсилення інвертувального підсилювача