Главная страница
Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Операционные усилители
В таблице классификации операционный усилитель (ОУ) относится к усилителям постоянного тока с большим коэффициентом усиления. Он имеет дифференциальный вход (два входных вывода) и один общий выход (рисунок 38).
| Один вход ОУ (U вх.н, «+») называется неинвертирующим а второй (U вх.и, «−») – инвертирующим. При подаче сигнала на неинвертирующий вход приращение выходного сигнала совпадает по знаку (фазе) с приращением входного сигнала. Если же сигнал подан на инвертирующий вход, то приращение выходного сигнала имеет обратный знак по сравнению с приращением входного сигнала. Инвертирующий вход часто используется для введения в ОУ внешней ООС.
| Название «операционный усилитель» связано с первоначальным их применением для выполнения различных операций над аналоговыми величинами (суммирование, интегрирование, дифференцирование и другие). В настоящее время ОУ применяются в устройствах генерации сигналов синусоидальной и импульсной форм, в стабилизаторах напряжения. Идеальный ОУ имеет KU, стремящийся к бесконечности (у реальных ОУ он обычно превышает 105), обладает большим входным (106 Ом) и малым выходным (доли ом) сопротивлениями.
| Рисунок 38– Условное изображение
операционного усилителя
|
инвертирующий вход, то приращение выходного сигнала имеет обратный знак по сравнению с приращением входного сигнала. Инвертирующий вход часто используется для введения в ОУ внешней ООС.
Основу ОУ составляет дифференциальный каскад, который используется в качестве выходного каскада усилителя. Выходным каскадом ОУ обычно является эмиттерный повторитель (ЭП), который обеспечивает нагрузочную способность всей схемы. Так как  = 1, то необходимое значение  обеспечивается подключением дополнительных каскадов между дифференциальным каскадом и ЭП. В зависимости от количества используемых каскадов ОУ подразделяются на 2- и 3-каскадные.
В 3-каскадных ОУ входной дифференциальный каскад обычно выполняют с резистивными нагрузками, а в 2-каскадных – с динамическими нагрузками.
Для иллюстрации рассмотрим принципиальную схему простейшего
3-каскадного ОУ (микросхема 140УД1). Питание схемы (рисунок 39) осуществляется от двух источников + E К1 и – E К2 с одинаковым напряжением, имеющих общую точку, модуль E К1 равен модулю E К2. Входной каскад выполнен на транзисторах VТ 1, VT 2 по дифференциальной схеме и связан со вторым каскадом (транзисторы VТ 5, VТ 6).
Рисунок 39 – Принципиальная схема 3-каскадного ОУ
Резистор в цепи коллектора VТ 5 отсутствует, так как выходной сигнал 2-го каскада снимается только с коллектора VТ 6. R 5 = R Э стабилизирует суммарный ток I Э VТ 5 и VТ 6. Таким образом, падение напряжения на R 5 от протекания тока I Э обоих транзисторов повышает потенциал их эмиттеров, что необходимо для
непосредственной связи баз транзисторов с выходами предыдущего каскада.
Третий усилительный каскад выполнен на VТ 7, VТ 8 и связан с VТ 9. Если 1-й и 2-й каскады были включены по дифференциальной схеме,
то 3-й каскад представляет собой входной делитель ЭП.
Управление транзистором VТ 7 производится по цепи базы выходным сигналом 2-го каскада, а управление транзистором VТ 8 – по цепи эмиттера напряжением на R 12, которое создается при протекании через этот резистор I Э VТ 9. VТ 8 входит в контур «+» обратной связи, позволяющий обеспечить высокий коэффициент усиления 3-го каскада. Совместное действие VТ 7, VТ 8 направлено либо на увеличение, либо на уменьшение (в зависимости от сигнала на входе VТ 6) входного напряжения эмиттерного повторителя, т. е. потенциала Е К2 базы VТ 9 относительно шины. Повышение напряжения на базе VТ 9 обусловлено уменьшением сопротивления постоянному току VТ 7 и увеличением сопротивления VТ 8 и наоборот.
|
