Усилительные устройства Конспект лекций (1083281), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

10

4

Рис. 17 Условное обозначение микросхемы.

На рисунке 17 номера выводов соответствуют: 7 и 1 – питание (их часто не показывают на схемах), 4 – земля, 5 – выход, 9 – инвертируемый вход, 10 – не инвертирующий вход. Остальные выводы служат для контроля характеристик микросхем в процессе их изготовления и при работе обычно не используются.

Основные параметры микросхемы, например типа К1УТ402:

• Rвх = 1МОм

• Rвых =300 Ом

• Кu _хх =35000-70000.

Имеются также ограничительные параметры V, i_вых, i_вх, и др., а также предельные эксплутационные параметры схемы.

Этот усилитель характеризуется большим значением коэффициента усиления, однако очень нестабилен в работе.

Такие микросхемы с двумя входами и одним выходом и большим коэффициентом усиления на основе усилителей постоянного тока называются операционными усилителями.

Они являются основой целого ряда различных устройств, на их основе можно построить:

• Масштабный усилитель

• Интегрирующий усилитель

• Дифференцирующий усилитель

• Различные типы фильтров и т.д.

Для увеличения стабильности работы схемы используется отрицательная обратная связь.

Обратные связи в усилителях.

Обратной связью называется воздействие выходной цепи устройства на входную цепь, т.е. когда часть выходного сигнала подается на вход.

На рис. 18 изображена блок-схема усилителя с обратной связью.

Усилитель

uс uвых

Rн

uвх

Звено обратной связи

uос

Рис. 18 Блок-схема усилителя с обратной связью.

Обратные связи в усилителях либо создаются специально, либо возникают самопроизвольно. Самопроизвольные связи называются паразитными связями.

Обратные связи бывают положительными и отрицательными. Если при наличии обратной связи входной сигнал складывается с сигналом обратной связи, в результате чего в усилитель поступает увеличенный сигнал, то такую связь называют положительной, положительная обратная связь используется в генераторах сигналов.

Если после введения обратной связи сигналы на входе и на выходе усилителя уменьшаются, что обуславливается вычитанием сигнала обратной связи из входного сигнала, то такую связь называют отрицательной. В усилителях отрицательная обратная связь широко используется. Введение отрицательной обратной связи увеличивает стабильность работы усилителя, уменьшая нелинейные искажения, увеличивает входное и уменьшает выходное сопротивление, однако всегда снижает коэффициент усиления устройства.

Явление отрицательной обратной связи рассматривалось ранее при работе эмиттерного (и истокового) повторителей в результате чего коэффициент усиления устройства снижается до значения Кu  1.

Обратные связи подразделяются на обратные связи по напряжению и току в зависимости от характера влияния выходной цепи на входную.

Обратные связи бывают параллельными и последовательными в зависимости от способа включения цепи обратной связи по отношению к входной цепи.

Влияние отрицательной обратной связи рассмотрим на примере работы интегральной микросхемы типа К1УТ402.

Усилитель с обратной связью.

Этот тип усилителя выполняется на основе операционного усилителя типа К1УТ402 и называется масштабным усилителем. Схема усилителя приведена на рис.19.

10

uвх 5

9 4 uвых

R₂ uобр

R₁

Рис 19 Схема масштабного усилителя.

В этом усилителе часть выходного напряжения через делитель R₁R₂ (цепь обратной связи) подаётся на инвертирующий вход. При этом

Uoc = Uвых  R₂ / (R₁ + R₂ )= Uвых  ,

где  - коэффициент передачи цепи обратной связи. Это обратная связь по напряжению (=R₂ / (R₁ + R₂ )).

Отрицательный характер обратной связи обеспечивается подачей напряжения обратной связи на инвертирующий вход усилителя. Обратная связь является последовательной, т.к. напряжение обратной связи подаётся на другой вход, нежели входное напряжение.

Для схемы рис. 18 значение коэффициента усиления усилителя с обратной связью имеет вид:

Кос = Uвых / Uвх = Кu / (1 + Ku)

где Кu – коэффициент усиления операционного усилителя

Применение обратной связи снижает коэффициент усиления масштабного усилителя Kос по сравнению с Ku, но повышает его стабильность.

Как отмечалось, входное сопротивление усилителя с обратной связью увеличивается:

Rвх ос = Rвх (1+Кu)

а выходное уменьшается

Rвых ос = Rвых / 1+Кu

Если принять =10^-3, то при высоком Кu (Ku) получаем, что Кос  1/,

то есть Кос  10³.

Коэффициент усиления такого усилителя не зависит от частоты, а только от значений сопротивлений R1 и R2 ,

Kос=(R₁ + R₂ )/ R₂ R₁/R₂

по этой причине усилитель назван масштабным.

Литература:

1. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. М.; Высшая школа, 2000

2. Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники. М.; Высшая школа, 2000

3. Электротехника и электроника. Книга 3. Под ред. В.Г.Герасимова. М.; Энергоатомиздат 1998

4. Основы промышленной электроники. Под ред. В.Г.Герасимова М.; Высшая школа 1986

25

Характеристики

Список файлов книги