Методичні вказівки до виконання завдання 2.

При розробці підсилювача на ОП слід пам’ятати, що вхідний та вихідний опори інвертуючого підсилювача (рис. 1) відповідно дорівнюють

,

де R_вих – вихідний опір ОП без зворотного зв’язку;

А – коефіцієнт підсилення ОП без зворотного зв’язку;

- коефіцієнт передачі підсилювача по напрузі у разі наявності від’ємного зворотного зв’язку та виконання умови К < < А.

Резистор R3 необхідний в схемі, що розглядається, для компенсації зміщення, що виникає за причиною протікання через вхідні ланцюги ОП вхідних струмів.

Значення R3 повинно дорівнювати значенню еквівалентного опору, підключеного до інвертуючого входу ОП. Оскільки опори R1 та R_дж увімкнені послідовно, а R2 – паралельно їм, то значення R3 визначається співвідношенням:

.

Для неінвертуючого підсилювача (рис. 2) коефіцієнт підсилення дорівнює:

.

Вхідний опір при неінвертуючому увімкненні ОП вельми великий:

,

де R_вх – вхідний опір ОП без зворотного зв’язку.

На практиці в більшості випадків можна вважати, що вхідний опір неінвертуючого підсилювача на ОП дорівнює нескінченності. Враховувати його слід лише при значеннях

R_дж > 1 МОм.

Вихідний опір для схеми, що розглядається, як і в попередньому випадку, вельми малий та визначається співвідношенням:

.

Статична помилка, що виникає за рахунок вхідних струмів, може бути істотно зменшена, якщо еквівалентні опори зовнішніх ланцюгів, що підключені до входів, рівні між собою.

Для схеми на рис. 2 повинна виконуватися умова:

,

де R_б – баластний резистор. При цьому резистор R_д в схемі відсутній.

Слід пам’ятати, що ланцюжок резисторів R2, R1 увімкнений паралельно опору навантаження R_н, що може призвести до перевищення допустимого струму навантаження ОП.

При малих значеннях R_дж баластний резистор R_б можна виключити зі схеми. Послідовно з джерелом сигналу в цьому випадку вмикається додатковий резистор R_д. Мінімальна похибка при цьому досягається у разі рівності:

.

Верхня гранична частота смуги пропускання підсилювача визначається за формулою:

,

де f₁ - частота одиничного підсилення ОП (додаток 2).

При наявності в ОП від’ємного зворотного зв’язку (частина сигналу з виходу подається на інвертуючий вхід ОП) додатковий разовий зсув в ОП може призвести до режиму генерації на високій частоті, так як при цьому зворотний зв’язок стає додатнім. Режим генерації звичайно при малих значеннях коефіцієнта підсилення, що відповідає глибокому зворотному зв’язку.

Для забезпечення стійкої роботи ОП здійснюється корекція амплітудно-частотної характеристики таким чином, що її спад в усьому частотному діапазоні складає біля 20 Дб на декаду. Промисловість випускає ОП з внутрішньою корекцією, що мають стійкість при будь-якому можливому коефіцієнті підсилення. Недоліком таких ОП є вузькість смуги пропускання при великих коефіцієнтах підсилення.

Операційні підсилювачі із зовнішньою корекцією потребують для забезпечення стійкості підключення до спеціальних виводів мікросхеми відповідних елементів корекції. В довідниках, як правило, наводяться схеми і значення номіналів елементів ланцюгів корекції. Для окремих типів ОП наведені таблиці номіналів елементів для різних коефіцієнтів підсилення.