Параметры оу

Параметры ОУ можно разделить на несколько групп: входные, выходные, усилительные, энергетические, дрейфовые, скоростные.

К числу основных параметров ОУ следует отнести:

1. Напряжение источника питания Uпит(3-30в).

2. Ток потребления потр  десятые доли mкА.

3. Коэф. усиления Ки=20*103 -10*106.

В современных ОУ Ки при нулевой частоте достигает значений до сотен миллионов. Он зависит от изменения Uпит, н, tокр.cреды.

4. Напряжение смещения Uсм.

Оно появляется в следствии разброса параметров ОУ или в следствии изменения режимов работы.

5. Средний входной ток вх.ср составляет от 0 до 100 mкА.

6. Входное сопротивление Rвх

Размечают Rвх для дифференциального сигнала и для синфазного.

7. Выходные сопротивление Rвых, представляет собой сопротивление выходных каскадов ОУ.

Кроме того существует группа динамических параметров ОУ, таких как:

1. максимальная скорость нарастания выходного напряжения, определяющую наибольшую скорость изменения выходного напряжения ОУ при воздействии прямоугольного входного импульса;

2. Время установки сигнала определяемое как изменение выходного сигнала ОУ от уровня «0» до уровня «0,9» от установившегося Uвых.

3. частота среза fc при которой Ku становится ≥ √2∙Ku

4. частота единичного усиления и др.

Оу различают двух классов

1. ОУ общего назначения- составляют основную группу универсальных ОУ

2. Прецензионные ОУ - позволяющие поддерживать с высокой точностью большой коэффициент усиления. Имеют высокое Rвx и малое Ucm, повышенные скоростные характеристики. Как правило применяют для отдельных функций

Схема включения ОУ.

Схема состоит из ОУ, двух разнополярных источников питания +Ек и –Ек, резистора нагрузки и источника входного сигнала ±Uвх.

Выходное напряжение ОУ может симметрично изменятся в обеих полярностях относительно нуля, причём еслиUвх=0, то и U=0.

Это условие баланса нуля.

Если заземлен инвертирующий вход ОУ, то усилитель является неинвертирующим, его передаточная характеристика – 1. В этом случае входной и выходной сигналы ОУ изменяются в одинаковой фазе.

Если заземлен неинвертирующий вход ОУ, то усилитель является инвертирующим, его характеристика – 2. В этом случае входной и выходной сигналы ОУ находятся в противофазе.

Предельная амплитуда выходного сигнала ОУ приближается к 2Ек.

Как и в простейшем ДУ, в реальном ОУ наблюдается разбаланс.

Кривая 1- передаточная характеристика реального ОУ, сбалансированного подачей внешнего напряжения смешения нуля Uсм⁰.

Кривые 2, 3 соответствуют некоторому собственному смещению нулевого уровня.

Влияние сопротивления нагрузки на амплитуду выходного определяется выходным сопротивлением усилителя и допустимым уровнем тока, при котором не происходит ограничение сигнала в оконечном каскаде.

Суменьшением Rн возростает падение напряжения на выходном сопротивлениии усилителя Rвых, поэтому амплитута напряжения Uвых на нагрузке уменьшается.

Лекция №13

ЛИНЕЙНЫЕ ООС В ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЯХ.

1. Инвертирующее включение оу (масштабирующий инвертор).

Если входное сопротивление ОУ достаточно велико, то можно считать, что ток от источника сигнала не втекает в ОУ, следовательно весь ток сигналаможет протекать только по резисторуR2 создавая на нём падение напряжения которое с большой точностью равно напряжению выходного сигналаUвых.

.

В реальности Uвых = kUвх  Uсм, пренебрегая идеальностью ОУ можно записать k= R2/R1, Uсм=0, Rвх=R1.

Инвертирующий усилитель наиболее универсальная схема обладающая высокой точностью установки Кu и отсутствием влияния выходного сигнала на входной.

При необходимости изменения Кu резисторы R1 и R2 могут быть переменными, однако это не всегда удобно.

Для ровного изменения Кu используется схема:

Кu = -( R2 / R1 )

 = R1/(R1+R2) (0÷1).

Резистор R3 необходим для управления резкостей входных токов ОУ, вызывающих напряжение смещения.

Минимальное напряжение смещения обеспечивается когда:

R3 = R1R2/(R1+R2)

В схемах резисторы R1 и R2 могут быть равными тогда Кu=1 и усилитель является повторителем входного сигнала.

Повторитель применяется для согласования сопротивления источника сигнала и нагрузки.

Дифференциальная схема ОУ.

Схема является сочетанием инвертирующей и неинвертирующей схем.

Если R1 = R3; R2 = R4, то

Дифференциальное включение ОУ применяется в схемах предназначенных для подавления синфазной помехи, поскольку коэффициент усиления по инвертирующему и неинвертирующему входу одинаковы по величине и противоположны по знаку.

Другой важной особенностью применения дифференциального усилителя является усиление сигналов от незаземлённых источников.

Инвертирующий сумматор (суммирующий инвертор).

,

Благодаря тому, что операция суммирования выполняется с высокой точностью, исключается влияние входных сигналов друг на друга.

2. Не инвертирующие включение ОУ (масштабирующий усилитель).

ДелительR3 R4 на входе может отсутствовать, тогда Ku=1+R2/R1>1.

Частным случаем не инвертирующего ОУ является повторитель напряжения.

Лекция №14 ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ.

Главным элементом цифровых устройств радиоэлектроники, автоматики и вычислительной техники являются электронные ключи.

Электронный ключ – активный элемент (транзистор, тиристор) включённый в цепь нагрузки и осуществляющий её коммутацию, т.е. замыкание или размыкание, при воздействии внешнего управляющего сигнала.

Ключ может находится в двух стационарных состояниях: замкнутом и разомкнутом.

Время перехода ключа из одного состояния в другое определяется инерционностью переходных процессов, протекающих в ключе при изменении его состояния.

Переход ключа из разомкнутого состояния в замкнутое характеризуется его временим включения, а из замкнутого в разомкнутое – временем выключения.

Электронные аналоговые ключи применяются в качестве прерывателей для ОУ с преобразованием постоянного малого входного напряжения в переменное, для обслуживания ОУ в схемах выборки – хранения аналоговых сигналов, для последовательной коммутации аналоговых сигналов многих источников на общую нагрузку, для построения схем преобразования аналог – код и код – аналог, а также для коммутации логических сигналов, их инверсии и нормирования к стандартным значениям.