Соклоф С. Аналоговые интегральные схемы (1988) (1095417), страница 60
Текст из файла (страница 60)
Дега>газон входного напряжения — диапазон напряжений, пРн воздействии которых на входы ОУ он работает в пределах своих рабочих характеристик. Иногда его представляют в виде диапазона синфазнога входного напряжения и диапазона ди44ерен- циального входного напряжения. диапазон синфазного входного наггряжения — это диапазон входных напряжений, при подаче которых на входы Оу оп еще обеспечивает свои рабочие харак- теристики. Диапазон дифференциального входного напряжения— зто максимальное напряжение, которое можно подать между двумя входами и при котором ОУ находится в пределах своих Рабочих характеристик.
1в. Коэффициент усиления большого сигнала — отношение пол- ной амплитуды выходного напряжения к изменению напряжения, выхо поданного между двумя входами и необходимого для изменения ьгходного напряжения от нуля до некоторого значения. Это без- Разме Р змерная величина, иногда выражаемая в «едггниггах> В/мВ, по существу не что иное, как коэффициент усиления ОУ без обратной связи, Аоь (0). ззо Глава д 19. Стабильность — дРейф входного напРЯжениЯ смещения в зависимости от времени, обычно выражается в единица„ мкВ/месяц.
20. Рабочий дггапазон температур, в котором ОУ работае в соответствии со своими рабочими характеристиками. Большин. ство выпускаемых ОУ разрабатываются и испытываются с уче. ком следующих трех температурных диапазонов: Бытовая аппаратура от 0 до +70 'С Г1ромышленные приборы от — 25 до +85'С Военная техника от — 55 до +!25'С, 21.
Выходное сопротиеление, Ео, — отношение изменения вьг ходного напряжения к изменению выходного тока. 22. Выходной гиок ограничения — максимальный ток, который ОУ может выдать в нагрузку. В большинстве ОУ этот максималь.
ный ток определяется внутренней схемой ограничения тока, которая защищает ОУ от перегрузок. Большинство ОУ характеризуются двумя, иногда разными значениями максимального вы. ходного тока: одно соответствует току, вытекающему из ОУ, другое — току, втекающему в ОУ. 23.
Размах выходного напряжения — максимальный диапазон выходного напряжения, который может обеспечить усилитель, не искажая форму выходного сигнала. 1~ак правило, эта величина ограничена напряжением питания, так как выходное напряжение всегда примерно на ! — 2 В меньше напряжения питания (как в положительную, так и в отрицательную стороны). 24. Козг/гг/гггиггент ослабления неелгабильноети исгггочникгг пи.
тания — отношение изменения входного напряжения смешения к изменению напряжения источника питания, в результате ко. торого произошло это изменение. Обычно выражается в децибелах. 25. Врелгя устанолления — временной интервал от момента подачи входного напряжения в виде скачка до того момента, когда выходное напряжение достигнет значения в пределах определен. ного интервала выходных напряжений (войдет в втрубку»). 25. Максимальная скорость нарастания, максимальная скорость изменения выходного напряжения в зависимости от времени когда па входы подается напряжение в виде скачка максимальной амплитуды, Максимальная скорость нарастания выходного ца пряжения примерно обратно пропорциональна корректггрующе/г емкости, Свв~р, которая используется для обеспечения устойчивости обратной связи, Максимальная скорость нарастания обычн~ выражается в единицах В/мкс.
27. 1/отребляе,яый ток — ток, необходимый для работы ОУ и потребляемый от источник питания. Этот постоянный ток из меряется при отсутствии нагрузки (т, е, на выходе тока пет) н выходном напряжении, равном (или близком) нулю. Харакп<ериеп<ики и применение 0У 2д, Температурный козффициен<п обратной связи. Температура ~ристалла ИС зависит от рассеиваемой мощности ИС, а входное напряжение смещения в свою очередь является функцией температуры кристалла.
Отношение изменения входного напряжения смещения к изменению рассеиваемой мощности называется температурным дрейфом обратной связи. Типичная размерность этой величины — нВ!мВт нлн мкВ/мВт. 29. Переходная характеристика. Этот термин связан с реакцией усилителя на малоснгнальное входное возбуждение в форме скачка. Переходная характеристика обычно выражается через время нарастания выходно<о напряженна от уровня 10 % до уровня 90 % от установившегося значения выходного напряжения. 30, Часп<о<па единичного усиления, 1к, — частота, на которой коэффициент усиления ОУ без обратной связи, Аа„, уменьшается до единицы. Величина 1"„обыч«о лежит в пределах от 1 до 10 МГц.
Иекоторые из приведенных выше определений связаны с частотной и переходной характеристиками ОУ при большом сигнале. Это максимальная скорость нарастания выходного сигнала, цшрина полосы пропускания при максимальной мощности и т. д. Более подробное нх рассмотрение будет проведено ниже при исследовании внутренней структуры ОУ.
5.17. Сравнительный анализ характеристик реального и идеального операционного усилителя В предыдущих разделах описаны основы работы ОУ, теперь перейдем к характеристш<ам неидеального ОУ, Именно здесь интересно проанализировать работу ОУ путем сравнения поведения идеального и неидеального, или реального, ОУ. б.17.1. Характеристики идеального ОУ. Для идеального ОУ можно записать уравнение Уо — Аоь (У, — !'в), где Ась = сопз! (коэффициент усиления по напряжению без обратной связи), Это уравнение включает в себя следующее: )'о = 0 прн Р„= Рв = О.
Следовательно, а) отсутствует входное напряжение смещения, т. е. Ров =- О; б) ) эквивалентное входное напряжение шума, о«кп равно нул<о~ т. е. внутри ОУ нет никаких источников шума. Ро = 0 при е'„= Уа ~ О. Следовательно, коэффициент усиления синфазного напряжения Асм = О. В результате этого 332 Глава а коэффициент ослаблении синфазного сигнала (КОСС) стремится к бесконечности. 3. Ко пе зависит от Р„и Ра. Следовательно, а) нет падения напряжения па 77„и Йа. поскольку входной ток смещения 7а = О (а значит, и лоз = О), поэтому даже если Я„~ 17а, то не существует дифференциального входного на пряжения, связанного с током смещения; б) нулевое падение напряжения на Рл и )та свидетельствуе~ об отсутствии тока через них, который мог бы протекать нз-за конечности входного сопротивления, поэтому У, бесконечно.
чв ча ! 4. Выходное напряжение, а следовательно, и выходной ток, 7о, не зависят от сопротявления нагрузки, Рь. Значит, выходное сопротивление ОУ равно нулю. 5. Коэффициент усиления по напряжению, Ао>л не зависит от 1>„, 1'в, и Уо. Следовательно, а) диапазон входного напряжения неограничен, б) размах выходного напряжения неограничен, в) поскольку Аоь — — сопз1, )>о точно повторяет )>„— 1га, т, е. искажения отсутствуют. Значит, ОУ вЂ” абсолютно линейный прибор. б. Изменение напряжения питания не приводит к изменению выходного напряжения, поэтому коэффициент ослабления нестабильности источника питания (КОНИП) бесконечен, а Аоь не зависит от напряжения питания. 7.
1'о (1) = Ао„(У„(() — 1', (~)!, т. е. выходное напряже ние будет точно повторять изменения Ъ'„ и 1'в со временем Следовательно, времена нарастания, спада, задержки и установления равны нулю. В идеальном ОУ выходное напряжение дол жно мгновенно реагировать на изменения входного напряжения 8. в(1' о7И = Аоь (в()>,,/Ж вЂ” в(Увы>) дла всех сочетаний> вй'„/а(, Л'а/Ж и в(Уо/Ж. Следовательно, ничто не ограничивае~ максимальную скорость нарастания, т. е. скорость нарастаии" бесконечна. 9. Коэффициент усиления по напряжению, Ао>л не завис~т от частоты. Следовательно, ширина полосы пропускания беско Харакеперисепики и применение ОУ нечна как при малом сигнале (т.
е. В)!ась), так и при большом сигнале (т. е. ШПММ), 1О, У'о не зависит от есь, поэтому выходной ток не ограничивается схемой ограничения тока. 11, Уо не зависит от температуры, т. е. а) ТКНгрн — — О, б) ТКУв = О, н) величина Ась не зависит от температуры, 12. Входной ток шума равен нулю, поэтому не будет связанного с ним шумового падения напряжения на !с„и Яа. б.!8. Устойчивость ОУ Рассмотрим схему ОУ с обратной связью на рис. 5.31 и будем нспользоаать следующие определения: Аоь — коэффициент усиления без обратной связи; Š— коэффициент обратной связи— даля выходного напряжения, которая возвращается на вход; гЛсь — коэффициент усиления сигнала петлей обратной связи; Ась — коэффициент усиления с обратной связью, Рвс.
5.31, Схема вкл|оченнн ОУ с обратной свинью. Для схемы на рис. 5.31 зависимость между выходным напряжением ор и входным напряжением, или напряжением сигнала, о, имеет аид со = Аоту, — богус, т. е. оо (1+ ЕАоь) = = Аоьо,. Следовательно, для коэффициента усиления с обратной связью можно записать Ась = ооФ, = Аоь41 + рАоь) (5.58) Разделив числитель и знаменатель на ВАоь, получим Ась = (1/Р)/(! + (1!РАоь) !. (5,58) Если петлеиое усиление много больше единицы (рАоь Ъ 1). то коэффициент усиления с обратной связью примерно ранен 1(Р.
Значит, коэффициент усиления с обратной связью становится примерно раияым величине, обратной коэффициенту р~~ной связи В, и, таким образом, в основном зависит только от па "араметрои петли обратной связи и относительно независим ' коэффициента усиления без обратной связи, зз~ Глава 5 С другой стороны, если петлевое усиление становится мно>о мены> с единицы ((РАоь~ (( 1), >о коэфф>щнент усиления с об> ратной связью приближается по величине к коэффипиенту усиля пия без обратной связи. До тех пор пока петлевое усиление голожительная величина, коэ(х(>ициент усиления с обратной связью будет меньше коэффициента усиления без обратной связи а при большом петлевом усилении коэффициент усиления с ратной связью будет много меньше коэффициента усиления Гез обратной связи. Уравнение для коэффициента усиления ОУ с отрицательной обратной связью имеет вид Ась = Аоь/(! + аАаь) откуда следует, что коэффициент усиления с обратной связью меньше коэффициента усиления без обратной связи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
