Android-приложение для поиска дешевых авиабилетов: play.google.com
Главная -> Операционные усилители

0 [1] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168

(Ивых, fsHx) может быть выбрана в любом из четырех квадрантов.

Типичным свойством передаточной характеристики ОУ является то, что она очень чувствительна к разности входных напряжений и не зависит от их абсолютных значений. Из этого свойства вытекает введение двух понятий: синфазного входного напряжения Мсинф для общей составляющей напряжений на обоих входах, которая должна быть подавлена усилителем, и дифференциального входного напряжения и,, на которое усилитель реагирует. В то время как определение дифференциального входного напряжения

(1-1)

очевидно (рис. 1.2, а), определение синфазного входного напряжения ИсинФ = И"--КИд является в достаточной мере произвольным, поскольку оно зависит от вьйора значения постоянной К. На практике используются два значения К: 1/2 и 0. В первом случае сохраняется симметрия: Исннф= («~+"+)/2, однако это ведет к формальным трудностям в определении параметров ОУ. Поэтому предпочтение отдается второму случаю, при котором синфазное входное напряжение Мсинф отождествляется с неинверсным входным напряжением м+:

"синф = « (1-2)

Этот второй выбор оправдывается также при рассмотрении функции замкнутого контура обратной связи (ОС), поскольку в большинстве случаев неинвертирующий вход служит в качестве точки с заданным опорным потенциалом, с которым сравнивается потенциал инвертирующего входа. Однако практически оба определения равнозначны, поскольку дифференциальное входное напряжение очень мало в сравнении с диапазоном входного синфазного напряжения.

1-2. Операционная схема

Сам по себе операционный усилитель - лишь часть полной системы, хотя часто это и наиболее важная ее часть. Вторая часть системы, определяющая ее функции, - цепь внешней обратной связи. На рис. 1.3 показана обобщенная конфигурация операционной схемы, содержащей один ОУ, источник сигнала и нагрузку. Цепь обратной связи представлена заштрихованной областью; она содержит пассивные и активные электронные и электромеханические компоненты и имеет в качестве внешних

В отечественной литературе обычно- Я1„гюльзуется термин «решающая """ИЕша» или «решающий усилитель» -Прим ред



зажимов узлы для подключения к сигнальным выводам ОУ, управляющему источнику сигнала и полезной нагрузке. В целом конфигурация, состоящая из операционного усилителя, цепи обратной связи, нагрузки и источника сигнала, образует операционную схему. Входной переменной для нее служит напряжение источника сигнала Иг или его ток tr. г. выходной переменной является ток 1вых или напряжение Ивых на зажимах нагрузки.

Источник сигнала

Операционный усилитель


Цепь обратной связи

Нагрузк?!

Рис. 1.3. Операционная схема с одним операционным усилителем, одним источником сигналов и одной нагрузкой.

Следует отметить, что выход ОУ не обязательно должен служить выходом операционной схемы, а земля последней не обязательно подключается непосредственно к одному из выводов источника сигнала или нагрузки, хотя именно так обычно это и делается.

За исключением операционных схем, работающих как генератор или мультивибратор, выходная переменная (ивых, 1вых) связана определенным образом с входной переменной (Иг, k)-Аналитическое выражение этой связи называется операционным уравнением схемы.

Наиболее ценным свойством схем, содержащих операционные усилители, является низкая чувствительность их операционных уравнений к разбросу параметров ОУ, а также к изменениям нагрузки и источника сигнала (т. е. к изменениям их сопротивлений). Первый факт ведет к определению идеального операционного усилителя (разд. 1.3), второй - к упрощению операционной схемы и представлению ее в виде основной конфигу-рации. содержащей ОУ и цепь обратной связи. Нечувствитель-ность операционного уравнения к свойствам не являющейся не-"



Основные понятия И

изменной активной составляющей схемы - усилителя делает поведение операционной схемы математически предсказуемым. Тем самым олерационное уравнение становится по существу характеристикой отдельно взятой цепи ОС.

Показанную на рис. 1.3 конфигурацию операционной схемы можно расширять, добавляя к уже имеющимся дополнительные источники сигнала, операционные усилители или нагрузки. Передача сигнала по цепи обратной связи не обязательно должна ограничиваться элект1рическими величинами, такими как напряжение или ток. Цепь прохождения сигнала может быть замкнута также с применением магнитной индукции, лоренцевой силы, через датчики механического напряжения и деформации, пьезоэлектрического заряда, путем нагрева и генерации термо-э. д. с, через оптроны и фотоэлектронные датчики и т. п. Принципиально ограничивающее условие состоит в том, что при замкнутом контуре обратной связи должна быть обеспечена устойчивость схемы.

1.3. Идеальный операционный усилитель и идеальная операционная схема

Усилия любого разработчика операционных усилителей направлены на достижение цели, кажущейся абсурдной, - сделать, чтобы усилитель был функционально неразличим в .конкретной схеме, т. е. чтобы он не влиял на ее операционное уравнение. Эта абстракция и есть идеальный операционный усилитель - полезное понятие, позволяющее быстро провести предварительный анализ номинального (т. е. желаемого) поведения операционной схемы либо на основе заданного математического или даже функционального описания спроектировать операционную схему, которая сразу и точно будет работать в данной конкретной ситуации. Реальные операционные усилители до некоторой степени приближаются к осуществлению этого идеала. Однако при любом данном уровне технологии остается противоречие между качеством ОУ и его сложностью и стоимостью. Идеальный операционный усилитель -это опе)рационный усилитель с нулевым дифференциальным входным напряжением и нулевыми входными токами при любом уровне выхода и любом синфазном напряжении на входе:

г/д,Г,Г=0 для произвольных «.«х.вых и «,„ф. (1.3)

Идеальная операционная схема -такая, которая получается заменой в ней реального операционного усилителя идеальным. Идеальное операционное уравнение есть операцион--ное уравнение идеальной операционной схемы.



0 [1] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168



0.0173
Яндекс.Метрика