Студопедия

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.

    U вх.н  
    U вх. и  
    E К  
    E К  
    U вых  
    +  
    +  

     

     

    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 1, VT 2 по дифференциальной схеме и связан со вторым каскадом (транзисторы 5, 6).

    R 4  
    R 1  
    R 2  
    R 5  
    R 6  
    R 7  
    R 3  
    R 8  
    R 9  
    R 10  
    R 11  
    R 12  
    VT 8  
    VT 5  
    VT 4  
    VT 1  
    VT 2  
    VT 3  
    VT 6  
    VT 7  
    VT 9  
    VD 1  
    +E К1  
    – E К2  
    Вход  
    Выход  
    +  
     
     


     


    Рисунок 39 – Принципиальная схема 3-каскадного ОУ

     

    Резистор в цепи коллектора 5 отсутствует, так как выходной сигнал 2-го каскада снимается только с коллектора 6. R 5 = R Э стабилизирует суммарный ток I Э 5 и 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 7, 8 и связан с 9. Если 1-й и 2-й каскады были включены по дифференциальной схеме,
    то 3-й каскад представляет собой входной делитель ЭП.

    Управление транзистором 7 производится по цепи базы выходным сигналом 2-го каскада, а управление транзистором 8 – по цепи эмиттера напряжением на R 12, которое создается при протекании через этот резистор I Э 9. 8 входит в контур «+» обратной связи, позволяющий обеспечить высокий коэффициент усиления 3-го каскада. Совместное действие 7, 8 направлено либо на увеличение, либо на уменьшение (в зависимости от сигнала на входе 6) входного напряжения эмиттерного повторителя, т. е. потенциала Е К2 базы 9 относительно шины. Повышение напряжения на базе 9 обусловлено уменьшением сопротивления постоянному току 7 и увеличением сопротивления 8 и наоборот.

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.