Основные параметры операционных усилителей

 

Пример:

К153УД1

К_U – коэффициент усиления операционного усилителя

К_U = 20000 без обратной связи

U_{вх mах} – наибольшее выходное напряжение, при котором входное напряжение соответствует заданному значению.

U_{вх mах} =±5 В.

U_{вых mах} – это максимальное выходное напряжение, при котором изменение параметров операционного усилителя соответствует заданному значению.

U_{вых mах} = ±10 В.

I_{вых mах} – это максимальный выходной ток, при котором обеспечивается заданные параметры операционного усилителя.

I_{вых mах} = 5 мА.

U_п – напряжение питания операционного усилителя, обычно подается 2 U_п

U_п = ±15 В

I_потр – ток потребления, значения тока потребляемого от источников питания в заданном режиме.

I_потр = 6 мА

R_вх – входное сопротивление, определяется входным дифференциальным каскадом.

R_вх = 100 кОм; R_вх → ∞;

R_вых – выходное сопротивление операционного усилителя

R_вых = 200 Ом; R_вых → 0

f_гр – граничная частота, на которой К_U уменьшается в раз, определяет полосу пропускания операционного усилителя.

f_гр = 1 МГц

f_т – частота единичного усиления.

 

Основные схемы включения(ОУ)

 

Инвертирующий усилитель

 

Рисунок 11.4

Инвертирующий усилитель образуется введением по инвертирующему входу обратной связи с помощью резистора R_обр.св.. Сигнал подается на инвертирующий вход через резистор R₁, неинвертирующий вход заземляется.

Для идеального операционного усилителя К_ус → ∞, R_вх → ∞, R_вых → 0.
I_вх= I_ос

→ 0

- равен отношению резисторов в цепи обратной связи знаком минус.

Неинвертирующие усилители

 

 

 

Рисунок 11.5

Входной сигнал подается на неивертирующий вход. Отрицательная обратная связь включается по инвертирующему входу.

U_о → 0

U_вх = U_R1 = U_вых

(18.1)

 

Неинвертирующий повторитель.

Повторитель – это устройство, у которого коэффициент усиления по напряжению равен 1.

Из формулы (18.1) для того, чтобы К_U = 1, надо R_ос = 0, R₁ = ∞. В этом случае схема приобретает следующий вид:

 

Рисунок 11.6

 

→ 0

 

 

Преобразователь тока в напряжение

 

 

Рисунок 11.7

 

 

Инвертирующий сумматор

 

 

Рисунок 11.8

 

(18.2)

Из (18.2) U_вых равно сумме напряжению входных с весовыми коэффициентами ;

Если R_ос =R₁= R₂ = R₃, получим

(18.3)

 

 

Интегрирующий усилитель на основе ОУ

 

Рисунок 11.9

 

Обращается заменой в схеме инвертирующего усилителя R_ос конденсатором С

(18.4)

; - постоянная интегрирования

 

 

- масштаб интегрирования

 

 

АЧХ интегрируемого усилителя имеет следующий вид:

;

 

 

Масштаб интегрирования выбирают так, чтобы выходное напряжение усилителя не достигло в рабочем диапазоне частот своего максимального значения ±U_mах. В противном случае интегрирование будет выполняться неверно.

 

 

Интегрирование исполняют при построении аналоговых и решающих модулирование устройств, а также для построения генераторов множества изменяющихся напряжений.

 

 

Часто в интеграторах необходимо обеспечить быстрый разряд конденсатора.

В этом случае параллельно конденсатору ставится либо резистор, либо ключ. Схема принимает следующий вид:

 

- цепь заряда

- цепь разряда

Резистор R₃ рассчитывается как параллельное соединение резисторов R₁ и R₂

Если R₂ ›› R₁, то R₃ ≈ R₁, R₃ необходимо для того, чтобы сбалансировать входные токи, резисторы выбираются в диапазонах от 1 КОм 1МОм.

 

 

Дифференцирующие усилители на основе ОУ

 

 

Рисунок 11.10

 

Образуется заменой в схеме инвертирующего усилителя резистором R₁ и конденсатором С.

По первому закону Кирхгофа:

(18.6)

Из формулы (18.6) видно, что это устройство производит операцию дифференцирования.

RС = τ _З – постоянная дифференцирования.

Рассмотрим, что будет представлять АЧХ дифференциатора:

(18.7)

Из формулы (18.7) видно, что с увеличением частоты коэффициент усиления дифференциального усилителя увеличивается. В рабочем диапазоне частот АЧХ имеет нарастающий характер.

 

Для идеального

 

 

 

Для реального

Рассмотрим временную характеристику дифференциального усилителя

 

 

τ _З = RС – постоянная дифференцирования и масштабный коэффициент дифференциального усилителя.

Его нужно выбрать так, чтобы выходное напряжение в рабочем диапазоне имело максимальное значение.

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. DSM-IV-TR: Основные характеристики.
2. I. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ НАПИСАНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
3. I.1. Основные предпосылки и механизмы развития речевой деятельности
4. II. Основные задачи управления персоналом.
5. II. Основные принципы создания ИС и ИТ управления.
6. III. Основные идеологические течения в истории гражданского права. Идеализм и позитивизм
7. III. Основные учебники, учебные пособия, словари и хрестоматии.
8. IV. ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ЗАБОЛЕВАНИЙ.
9. IV. Основные условия культуры
10. XIV. ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ЗАБОЛЕВАНИЙ.
11. А. Основные отличия вирусов от других живых организмов.
12. Активный счет 01 «Основные средства»