Операционные усилители

Операционные усилители (ОУ)

ОУ – это унифицированный многокаскадный УПТ, удовлетворяющий следующим параметрам:

R_ВХ → ∞        R_ВЫХ → 0

К_V → ∞         V_ВХ = 0 => V_ВЫХ = 0;

При выполнении этих условий ОУ – идеальный.

КР140УД8А: К – тип материала; Р – тип корпуса; 140 – номер серии; УД – диф. Усилитель; 8А – модификация УД.

Структурная схема ОУ

Рекомендуемые материалы

Входной каскад – ДУ. Выходной каскад – двутактный безтрансформаторный каскад. Согласующие каскады – каскады с К_U и К_I.

Параметры ОУ (10 штук)

1. К_U = до 100 дб;

2. R_ВХ – x 100 кОм, R_ВХ.ДИФ – от 1...10 мОм;

3. U_СМ – напряжение на входе (мВ);

4. I_ВХ – входной ток (пкА);

5. ∆I_ВХ – ток здвига, возникает из-за неодинаковости транзисторов ОУ;

6. R_ВЫХ (×100Ом);

7. К_ОСС = Ксинф/Кдиф (70-80дб);

8. f_СР – частота среза (мГц)

9. температурный дрейф – изменение U_СМ от температуры;

10. скорость изменения U_ВЫХ.

Характеристики ОУ

1. передаточная характеристика – U_ВЫХ = f(U_ВХ);

2. частотная характеристика К = F(f) АЧХ.

f1 = 10–100Гц – верхняя граничная частота второго каскада;

октава – изменение величины в 2 раза , декада – в 10 раз;

f2 =10мГц.

Типы ОУ

- общего применения;

- прецизионные , для них должно быть очень малым U_см;

- быстродействующие, важный параметр – ток потребления;

- мощная (ток выхода больше 10мА);

- микромощная (ток выхода меньше 1мА);

Схемы на ОУ могут быть линейными и нелинейными.

Линейные схемы на ОУ

Элементарный повторитель на ОУ

U_вых всегда стремится к тому,чтобы установить U между входами равным 0.

100%ОС => β=1

U_ВЫХ = U_ВЫХ;          ∆U_ВХ = U_ВХИ - U_ВХН = ;

К_U → ∞ (для ОУ) => ∆U_ВХ → 0

Входные цепи ОУ практическт не потребляют ток. Эта схема имеет последовательную ООС по напряжению. Тогда:

R_ВХОС = R_ВХО(1+βК_U0) = R_ВХО(1+К_U0);    R_ВХО=;

Инвертирующий ОУ ( ИОУ )

U_A = 0;        U = U_A = 0;

U_R1 = U_BX;      U_ROC = U_ВЫХ;

I₁R₁ = U_BX;         I₂R_OC = -U_BЫX;

Z_ВХ = R₁, отсюда следует, что основной недостаток – малое входное сопротивление. В этой схеме ОС – отрицательная и относительно инвертирующего входа она параллельна.

Этим сопротивлением в инженерных рассчетах принебрегают, что приводит к ошибке вычисления ≈ 5%.

НОУ

U_А = U_BX;

ОС по отношению  к неинвертирующему входу – последовательна, по отношению к инвертирующему ходу – параллельна.

ОУ с Т-образной обратной связью

Используется для увеличения коэффициента усиления.

Люди также интересуются этой лекцией: 43 Обобщенное выражение плоской волны.

Усилитель с дифференциальным входом

Дифференциальный усилитель усиливает разность сигналов, то есть он вычитающий.

При R₁ = R₂ и R_ОС = R₃ Uвых = (Uвхн – Uвхu) ;

ДУ используется для выполнения математических операций вычитания.