Скачать презентацию ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ Операционным усилителем ОУ называют Скачать презентацию ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ Операционным усилителем ОУ называют

OY.pptx

  • Количество слайдов: 10

ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

 Операционным усилителем (ОУ) называют усилитель напряжения, предназначенный для выполнения различных операций над аналоговыми Операционным усилителем (ОУ) называют усилитель напряжения, предназначенный для выполнения различных операций над аналоговыми сигналами при работе в цепях с отрицательной обратной связью (ООС), в состав которых могут входить сопротивления (R), емкости (С), индуктивности (L), диоды, транзисторы и другие элементы.

ИНВЕРТИРУЮЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ Инвертирует и усиливает напряжение (то есть умножает напряжение на отрицательную константу). • ИНВЕРТИРУЮЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ Инвертирует и усиливает напряжение (то есть умножает напряжение на отрицательную константу). • Третий резистор с сопротивлением, равным (сопротивление параллельно соединенных резисторов Rf и Rin), устанавливаемый (при необходимости) между неинвертирующим входом и землей, уменьшает ошибку, возникающую из-за тока смещения. Если Rin = 0, то схема реализует собой линейный преобразователь ток-напряжение. Входное сопротивление такой схемы определяется коэффициентом усиления реального ОУ и сопротивлением обратной связи по KA - коэффициент усиления операционного усилителя. Выходное напряжение получается по формуле:

НЕИВЕНТИРУЮЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ Усиливает напряжение (умножает напряжение на константу, большую единицы) В этой схеме используется НЕИВЕНТИРУЮЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ Усиливает напряжение (умножает напряжение на константу, большую единицы) В этой схеме используется также ООС по напряжению, но она последовательная: здесь дифференциальное входное напряжение ОУ определяется как разность входного напряжения и напряжения обратной связи (сигнал подается непосредственно на неинвертирующий вход ОУ, а к инвертирующему входу подводится напряжение обратной связи с выхода ОУ). Поскольку напряжение между входами равно нулю, то на инвертирующем входе напряжение равно R 1 R 2 ОУ Uвх Uвых

 (на практике — входное сопротивление операционного усилителя: от 1 MОм до 10 TОм) (на практике — входное сопротивление операционного усилителя: от 1 MОм до 10 TОм) Третий резистор с сопротивлением, (сопротивление параллельно соединенных резисторов R 1 и R 2), устанавливаемый (при необходимости) между точкой подачи входного сигнала и неинвертирующим входом, уменьшает ошибку, возникающую из-за тока смещения.

ПЕРЕДАТОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОУ 1. Коэффициент усиления по напряжению ОУ определяется отношением выходного сигнала к ПЕРЕДАТОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОУ 1. Коэффициент усиления по напряжению ОУ определяется отношением выходного сигнала к дифференциальному входному сигналу при работе усилителя на линейном участке статической характеристики К=Uвых. /Uвх. диф Uвых Uв II III 0 Uн есм Uвх. диф. I На рисунке видно три участка, которые соответствуют трем режимам работы ОУ. Участки 1 и 2 соответствуют режимам ограничения и Uвых не зависит от Uвх. диф и равно нижнему Uн и верхнему Uв уровням ограничения. Ограничение снизу является следствием насыщения выходного транзистора Т 6, сверху следствием насыщения выходного транзистора источника тока i 2 (рис. 3). Основой источника тока обычно является биполярный транзистор, включенный по схеме с общей базой (ОБ). Участок 3 соответствует режиму усиления, т. к. коэффициент усиления ОУ велик, характеристика почти вертикальна.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ 2. Напряжение смещения (есм ) - это дифференциальное входное напряжение Uвх. диф, ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ 2. Напряжение смещения (есм ) - это дифференциальное входное напряжение Uвх. диф, при котором Uвых. =0. Максимальное по модулю |есм | ОУ, выполненного на биполярных транзисторах составляет 3 -10 м. В. Поскольку есм имеет любую полярность, то безразлично, к какому входу добавлять дополнительный источник. 3. Средний входной ток (iвх. ср) - среднеарифметическое значение токов инвертирующего и неинвертирующего входов ОУ, измеренное при таком входном напряжении Uвх. диф, при котором Uвых =0. Средний входной ток ОУ с входными каскадами на БТ составляет 0, 01 -1, 0 мк. А. 4. Входное сопротивление (rвх), обычно относится к дифференциальному сигналу. . rвх. диф. =2[(B+1) rэ+rб], где rэ , rб – дифференциальные сопротивления эмиттера и базы. Для увеличения rвх целесообразно использовать ДУ в режиме малых токов – в микрорежиме, а также применять транзисторы с высокими значениями коэффициента усиления (пара Дарлингтона). rвх составляет 103 -106 Ом 5. Для синфазной составляющей входное сопротивление определяется сопротивлением источника тока (ri ) rвх. сф. =(B+1) ri Поскольку ri > rэ , то rвх. сф. > rвх. диф. 6. Выходное сопротивление ОУ определяется выходным сопротивлением эмиттерного повторителя rвых = rэ. Обычно оно составляет десятки Ом.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ Входное напряжение коэффициент усиления определяется формулой В частном случае при R 2 ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ Входное напряжение коэффициент усиления определяется формулой В частном случае при R 2 =0 и любом значении R 1 (кроме нуля) получают повторитель напряжения с коэффициентом передачи К=1. Входное сопротивление неинвертирующего усилителя определяется двумя параллельно включенными сопротивлениями: входным сопротивлением ОУ для синфазного сигнала rвх. сф и эквивалентным сопротивлением rэкв rвх н = rвх. сф || rэкв, rэкв. = rвх. диф Где =R 1 /(R 1 +R 2) - коэффициент обратной связи, Мсф – коэффициент ослабления синфазного сигнала. Выходное сопротивление rвых инвертирующего и неинвертирующего усилителей одинаково. r´вых=( rвых)/(Кβ+1) Передаточная функция и частотная характеристика имеют вид К(р)=К/(1+р*τОУ); К (ώ)=К/(1+j*ώ*τОУ) , где К – коэффициент усиления ОУ на низких частотах (единицы герц), р – оператор Лапласа, ώ – частота сигнала, τОУ – постоянная времени ОУ.

СИНФАЗНЫЙ Ненулевое усиление синфазного сигнала. Идеальный ОУ усиливает только разницу входных напряжений, сами же СИНФАЗНЫЙ Ненулевое усиление синфазного сигнала. Идеальный ОУ усиливает только разницу входных напряжений, сами же напряжения значения не имеют. В реальных ОУ значение входного синфазного напряжения оказывает некоторое влияние на выходное напряжение. Данный эффект определяется параметром коэффициент ослабления синфазного сигнала (КОСС, англ. common-mode rejection ratio, CMRR), который показывает, во сколько раз приращение напряжения на выходе меньше, чем вызвавшее его приращение синфазного напряжения на входе ОУ. Типичные значения: 104 ÷ 106.

 Спасибо за внимание Презентацию Шинкарь выполнили: Кобыльников, Спасибо за внимание Презентацию Шинкарь выполнили: Кобыльников,