Коста Попов
преподава по Електроника
в град Разград
Големина на текста:
Операционни усилватели. Свойства, параметри,
характеристики. Вътрешна структура на ОУ. Честотни
корекции. Шумове. Основни схеми на свързване на ОУ –
инвертиращ, неинвертиращ усилвател.
Първите ОУ са разработени от Роберт Видлир. Наричат се операционни, тъй
като те са създадени за извършване на математически операции в аналоговите
изчислителни машини. С негова помощ се събират, изваждат и умножават аналогови
сигнали. Пуснати в серийно производство от фирмата Fairchild през 1964-1965 г. са
uА702, uА709 и uА741. През изминалите почти три десетилетия новите
микроелектронни технологии (йонна имплантация, BiFET, MOSFET, CMOS) позволиха
разработката и серийното производство на ОУ, чиито параметри се доближават до
параметрите на идеалния ОУ.
Операционните усилватели (ОУ) са най-голямата група аналогови ИС. ОУ е
висококачествен постояннотоков усилвател с параметри, които се доближават по тези
на идеалния усилвател: безкрайно голям коефициент на усилване по напрежение,
безкрайно голямо входно съпротивление (до няколко К?), нулево изходно
съпротивление, безкрайно широка честотна лента (от 60 до 120dB), голямо
бързодействие и липса на грешки от температура, шумове и синфазен сигнал. Тъй като
ОУ е реален усилвател, за качествата му се съди в зависимост от това, доколко неговите
параметри се доближават до тези на идеалния усилвател.
Условното означение на ОУ е показано на фиг. 1.
фиг.1
Интегралните ОУ имат два входа – инвертиращ (-) и неинвертиращ (+), и един
изход. Обикновено на двата входа на ОУ, така както и при ДУ, се подават две
разнополярни спрямо общия проводник напрежения или напрежение от симетричен
източник, несвързан с общия проводник. Тогава ОУ усилва разликата от двете входни
напрежения U
id
=U
i1
-U
i2
наречена диференциално (противофазно) входно напрежение
(деференциален входен сигнал). При идеален ОУ изходното му напрежение U
0
е
пропорционално само на диференциалното входното напрежение:
U
0
=A
d
U
id
=A
d
(U
i1
-U
i2
)
Ad е деференциалният коефициент на усиване по напрежение на ОУ.
Наред с деференциалният входен сигнал към входовете на ОУ винаги постъпва
и синфазен сигнал U
iCM
. Ако U
i1
и U
i2
са с еднакви фази, U
iCM
= 0.5(U
i1
+U
i2
). При реалния
ОУ тогава заедно с диференциалното изходно напрежение А
d
U
id
в изхода се появява и
синфазно изходно напрежение U
oCM
=A
CM
U
iCM
. A
CM
e коефициентът на предаване на
синфазни сигнали. ОУ трябва максимално да усилва диференциалния входен сигнал и
да потиска синфазния.
В практиката много често ОУ се използува като входният сигнал се подава към
единият от входовете му, а другият е свързан към общия проводник.
Захранване на операционни усилватели
Захранването на ОУ е симетрично - от два еднакви токоизточника + U
CC
- фиг.2а,
като противоположните полюси на токоизточниците са включени към маса. За
премахване на паразитната галванична ОВ между изводите за захранване на ОУ и маса
се включват филтриращи кондензатори С
ф
= С
ф1
= C
ф2
с капацитет от 0,01 до 0,1 uF.
а б
фиг.2
При този начин на захранване инвертиращият вход 1, неинвертиращият 2 и
изхода 3 имат нулев потенциал, равен на потенциала на маса. Симетричното захранване
изисква наличието на два токоизточника, което не винаги е удобно и лесно реализуемо.
В променливотоковите ОУ се използува и несиметрично захранване от общ
токоизточник с напрежение 2U
CC
и включването на симетричен делител RR за
осигуряването на напрежение U
СС
на неинвертиращия вход - фиг.2 б. Инвертиращият
вход и изхода получават напрежение +U
CC
, тъй като по постоянен ток между
блокиращите кондензатори С
1
, С
2
, С
3
, схемата работи като неинвертиращ повторител на
напрежение. Така се запазват потенциалните нива между захранващите изводи на ОУ,
входа и изхода.
При несиметрично захранване е задължително използването на RR делител,
защото той установяава симетрия на двете изходни напрежения.
Свойства
Първо основно свойство на идеалният ОУ се състои в това, че при свързване на
изхода с инвертиращия вход, изходното напрежение на ОУ има винаги такава стойност,
че да поддържа нулево напрежение между двете входни клеми, т.е. U
id
-> 0 . При
реалните ОУ тази стойност е различна от 0 и се изразява чрез U
i0
.Това свойство идва от
предположението, че ОУ има безкрайно голям коефициент на усилване ->?.
Второто основно свойство на идеалната схема идва от предположението, че
входният импеданс е безкрайно голям. През входа на ОУ не протича никакъв ток (I
b
),
така че токът дължащ се на входния сигнал и достигащ до точката на сумиране ,
протича изцяло през веригата на Отрицателна Връзка през резистор R.
Тези две свойства са основа за опростеният анализ на всички схеми на ОУ с ОВ.
Параметри и характеристики на ОУ
фиг. 3
Статични параметри
Входно напрежение на несиметрия или остатъчно входно напежение U
io
То се определя от диференциалното входно напрежение, което трябва да се
приложи, за да се получи изходно напрежение нула. Получава се от
несиметрията в двете рамена на входния ДУ и е от порядъка (0,01-5[mV]).
Входен ток на несиметрия или остатъчен входен ток I
io
Получава се като разлика на токовете в I
B1
и
I
B2
на инвертиращият и
неинвертиращият вход от порядака на (1 [рА] - 100 [nА]).
Входен поляризиращ ток I
ib
Равен е на полусумата от токовете I
B1
и
I
B2
на двата
входа на ОУ при изходно напрежение U
0
=0 (0,01 [nA] - 1 [uA]).
Температурен дрейф (коефициент на изменение) на:
1. на входното напрежение на несиметрия ?u
io
=?U
io
/?T (0,2-40 [uV/°C]).
2. на входният ток на несимятрия ?I
o
=?I
io
/?T (1-10 [nA/°C])
3. на входният поляризиращ ток ?I
B
=?I
iB
/?T
Коефициент на потискане влиянието па захранващите напрежения SVRR
1
и
SVRR
2
. Те представляват отношението на изменението на входното напрежение
на несиметрия към предизвикалото го изменение на захранващото напрежение:
SVRR
1
=(?U
io
)/(?U
CC1
) и SVRR
2
=(?U
io
)/(?U
CC2
) (60-100 [dB]). Понякога SVRR
1
и
SVRR
2
се дават в [uV/V]
Промяната на захранващото напрежение (или едновременно на напреженията при двойно
захранване) с DUCC води до изменение на постоянното изходно напрежение с DUo. Величината
PSRR = 20lg(GDUCC/DUo) представлява коефициентът на потискане на захранващото
напрежение (Power Supply Rejection Ratio), отбелязван и като PSR. Типичните му стойности са
между 70 и 100 dB. Виж http://www.tllmedia.bg/engineering-statii.aspx?br=20&rub=196&id=487
Където D означава делта -
Динамични параметри

Това е само предварителен преглед

За да разгледате всички страници от този документ натиснете тук.
КОМЕНТАРИ
(1-10 от 1)
alarmabg написа на 23 юни 2011 ОТГОВОРИ
ученик на 24 години
Има не съотвествие на горе написаното инвертиращ-1 и не инвертиращ-2.Инвертиращият е с а не с минус както е на схемата
 
Подобни материали
 

Крайно стъпало (проект по електроника)

19 фев 2007
·
540
·
16
·
599
·
123
·
1

Проект по процеси и схеми в електрониката на тема: крайно стъпало.
 

Постояннотоков усилвател

24 апр 2008
·
388
·
12
·
495
·
288

Постояннотоковите усилватели се използват за усилване на бавноизменящи се електрически сигнали с честоти от 0Hz до десетки Hz, определени от конкретното им предназначение. Харатерна особеност на постояннотоковите усилватели е използването на галванична..
 

Да се състави технология за производство на дадената интегрална схема

09 сеп 2008
·
33
·
3
·
114
·
22

Да се състави технология за производство на дадената интегрална схема.Етапи: Схема: Извод: MOS – технологията.
 

Измерване на съпротивление и мощност със волтметър и амперметър

04 яну 2008
·
293
·
5
·
122
·
315
·
2

Цел на упражнението: запознаване с практическото приложение на мотода за измерване на съпротивление и мощност с волтметър и амперметър.
 

Синхронни устройства

21 яну 2008
·
115
·
8
·
796

Регенераторът представлява мултиплексор, имащ един входен канал – като правило оптически трибютарен сигнал STM-N и един или два (при използване на схема за защита) агрегатни изхода...
 
Онлайн тестове по Електроника
Тест по полупроводникови елементи
тематичен тест по Електроника за Ученици от 12 клас
Тестовите въпроси са свързани със знания относно ДИОДИТЕ и техните характеристики по електроника. Въпросите са с един верен отговор.
(Лесен)
15
218
1
09.01.2012
» виж всички онлайн тестове по електроника

Операционни усилватели. Свойства, параметри, характеристики

Материал № 680801, от 05 май 2011
Свален: 238 пъти
Прегледан: 319 пъти
Предмет: Електроника, Технически науки
Тип: Реферат
Брой страници: 16
Брой думи: 4,502
Брой символи: 26,152

Потърси помощ за своята домашна:

Имаш домашна за "Операционни усилватели. Свойства, параметри, ха ..."?
Намери бързо решение, с помощтта на потребители на Pomagalo.com:

Намери частен учител

Коста Попов
преподава по Електроника
в град Разград
с опит от  23 години
105 33

виж още преподаватели...
Последно видяха материала