Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Характеристики операционного усилителя



Интегральный операционный усилитель характеризуется рядом параметров, основными являются следующие.

Средний входной ток IВХ. 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 UСМ- значение напряжения, которое необходимо подать на вход ОУ, чтобы напряжение на его выходе было равно нулю.

Напряжение смещения UСМможно вычислить, зная выходное напряжение DUВЫХпри от­сутствии напряжения на входе и коэффициент усиления:

Входное сопротивление RВХ. 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 DUВХ.СФ.к вызванному приращению среднего входного тока DIВХ.СР.

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

где DUВХ.- изменение напряжения между входами ОУ, DIВХ.- изменение входного тока.

Выходное сопротивление RВЫХ.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 VUВЫХ 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 U0ВЫХопределяется произведением напряжения смещения UСМна коэффициент усиления схемы KУ:

 

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 U0ВЫХусилителя зависит от коэф­фициента усиления KУ схемы и напряжения смещения UСМ 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.

 


Поделиться:



Популярное:

Последнее изменение этой страницы: 2017-03-03; Просмотров: 516; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.016 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь