Характеристики операционного усилителя

Интегральный операционный усилитель характеризуется рядом параметров, основными являются следующие.

Средний входной ток I_ВХ. В отсутствие сигнала на входах ОУ через его входные выводы протекают токи, обусловленные базовыми токами входных биполярных транзисторов или токами утечки затворов для ОУ с полевыми транзисторами на входе. Входные токи, прохо­дя через внутреннее сопротивление источника входного сигнала, создают падения напря­жения на входе ОУ, которые могут вызвать появление напряжения на выходе в отсутствие сигнала на входе. Компенсация этого падения напряжения затруднена тем, что токи входов реальных ОУ могут отличаться друг от друга на 10-20 %.

Входные токи ОУ можно оценить по среднему входному току, вычисляемому как сред­нее арифметическое токов инвертирующего и неинвертирующего входов:

где I1и I2соответственно токи инвертирующего и неинвертирующего входов.

Разность входных токов DIВХопределяется выражением:

В справочниках указывают модуль этой величины.

Коэффициент усиления напряжения на постоянном токе Ко - показатель ОУ, определяю­щий насколько хорошо выполняет ОУ основную функцию - усиление входных сигналов. У иде­ального усилителя коэффициент усиления должен стремиться к бесконечности.

Коэффициент усиления напряжения схемы усилителя на ОУ (рис. 1) вычисляется по формуле

Рис. 1

 

Напряжение смещения U_СМ- значение напряжения, которое необходимо подать на вход ОУ, чтобы напряжение на его выходе было равно нулю.

Напряжение смещения U_СМможно вычислить, зная выходное напряжение DU_ВЫХпри от­сутствии напряжения на входе и коэффициент усиления:

Входное сопротивление R_ВХ. Различают две составляющие входного сопротивления: диффе­ренциальное входное сопротивление и входное сопротивление по синфазному сигналу (сопротив­ление утечки между каждым входом и «землей»). Входное дифференциальное сопротивление для биполярных ОУ находится обычно в пределах 10 кОм-10 МОм. Входное сопротивление по син­фазному сигналу определяется как отношение приращения входного синфазного напряжения DU_ВХ._СФ.к вызванному приращению среднего входного тока DI_ВХ._СР.

Дифференциальное входное сопротивление наблюдается между входами ОУ и может быть определено по формуле

где DU_ВХ.- изменение напряжения между входами ОУ, DI_ВХ.- изменение входного тока.

Выходное сопротивление R_ВЫХ.в интегральных ОУ составляет 20-2000 Ом. Выходное со­противление уменьшает амплитуду выходного сигнала, особенно при работе усилителя, на сравнимое с ним сопротивление нагрузки. Схема для измерения дифференциального входного сопротивления ОУ и выходного сопротивления приведена на рис. 15.

Скорость нарастания выходного напряжения V_UВЫХ равна отношению изменения выходно­го напряжения ОУ ко времени его нарастания при подаче на вход скачка напряжения. Время нарастания определяется интервалом времени, в течение которого выходное напряжение ОУ изменяется от 10 до 90 % от своих установившихся значений:

Схема для измерения скорости нарастания выходного напряжения показана на рис. 16. Измерения проводятся при подаче импульса в виде ступени на вход ОУ, охваченного отрицательной обратной связью (ООС) с общим коэффициентом усиления от 1 до 10.

Характеристики неинвертирующего усилителя

Коэффициент усиления схемы неинвертирующего усилителя на ОУ
(рис. 17) вычис­ляется по формуле

Постоянная составляющая выходного напряжения усилителя U_0ВЫХопределяется произведением напряжения смещения U_СМна коэффициент усиления схемы K_У:

 

Характеристики инвертирующего усилителя

Коэффициент усиления инвертирующего усилителя на ОУ с обратной связью (рис. 18) вычисляется по формуле

Знак «минус» в формуле означает, что выходное напряжение инвертирующего усилителя находится в противофазе с входным напряжением.

Постоянная составляющая выходного напряжения U_0ВЫХусилителя зависит от коэф­фициента усиления K_У схемы и напряжения смещения U_СМ и вычисляется по формуле

 

Характеристики компаратора

Функциональное назначение компаратора заключается в изменении состояния выхода при переходе входным напряжением некоторого порогового значения. В качестве компа­ратора может применяться ОУ
(рис. 19). При этом ОУ работает преимущественно в области положительного или отрицательного ограничения выходного напряжения, проходя область уси­лительного режима только вблизи порога.

 

Характеристики сумматора

В суммирующем усилителе, показанном на рис. 20, пренебрегая входными токами и напряжением смещения, выполняются следующие соотношения:

.

Из этих соотношений можно получить следующее выражение для выходного напряжения:

Последнее выражение справедливо при R=R1+R2.

 

⇐ Предыдущая891011121314151617Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Конструкция рулевой трапеции и рулевого усилителя.
2. Методы обработки операционного поля
3. Обработка операционного поля йодонатом, йодопироном, хлоргексидина-биглюконатом
4. Основные показатели операционного анализа
5. Послеоперационное ведение и осложнения раннего послеоперационного периода
6. Приемы и методы операционного менеджмента, используемые в управлении затратами
7. Причины возникновения помех на выходе усилителя.
8. Проверка главного тормозного цилиндра и вакуумного усилителя в сборе.
9. Прогнозирование прибыли на основе операционного анализа
10. Следствия для операционного маркетинга
11. Стабилизация изменением параметров усилителя и звена ОСН