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.
Последно свалили материала:
ДАТА ИНФОРМАЦИЯ ЗА ПОТРЕБИТЕЛЯ
22 ное 2022 в 18:17 в момента не учи на 44 години
 
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...
1 2 3 4 5 » 9
 
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