Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники (5-е изд.,1998) (1151957), страница 53
Текст из файла (страница 53)
если вам яс !ергш1 си Окя!!у11' вз!'лядом 'и'о море возможностей ! П- .," ',', всемсс1иое распрос!ранение по .!!ч!Сзк о!еяь хошппйя схема типа 1)с4! ' !й!и,";й"'-;,,1 просю в411в). Лрелшанлеяная нй пы юг, фирмои Канопа! беппсопс1пс11!г Как л вж . операционные усиди !сзя. ояй прелегко ".,'.;,, гяег собой кроя!е!Бый звемея1. ра!в1г,' шенный й миниатюрном корпусе с дв!11'г)....к й)жатаоралввв» схем а соло!се минн.р!р с расположением вмвов! в расположением выводов, ее вид показан на рис 4.2. Этй рога и удобна в обращении ость выпускает улучшенный этой схемы 11.Г411А)„а также , 4!Бзмешеняый в миниатюрном 1й!Л содержащий двй независимых усилителя 1схема типа Бй)тору!о называют также всдвоенонный усилитель).
В лапь :Ф этой главе мы будем исполюоь)гу' типа 1.Г411 как стандарт опео усилителя. Мы !акже )и!ко Фам эту схем" в качестве хороной ступени в разработке схем ,"тяпа 411 — эзо кристалл кремния 24 транзистора !21 биполярстор. 3 полевых гран!покора аров и 1 конденсатор) Иа ,Йжазано соединение с выводами , 1цчка яа крьгшке корпуса и вы ' Яго торце гложат для обозначения точки отсчета при нумерации выводов.
В большинстве корпусов электронных схем нумерация выводов осушествляется в направлении против часовои стрелки со с!проны крышки корпуса. Выводы «установка нуля» (иля вбалансв, еерегулировкао!) служат для устранения небольшой асимметрии, возможно в операционном усилителе Речь об этом пойдет позже в этой !лаве 4.03. Важнейшие правила Сейчас мы познакомимся с важнейшими правилами, которые опрелеляют поведение операционного усилителя, охваченного пеглей Обратной связи. Они справедливы почти для всех случаев жизни. Во-первых. операционный усилитель обладает таким большим коэффициентом усиления по напряжению, что изменение напряжения между входами на несколько долей милливольта вызывает изменение выходного напряжения в пределах его полно!.о диапазона. поэтом! Бе будем рассматривать зто небольшое напряжение.
а сформулируем правило 1: 1. Вь!ход операционного усилителя стремится к тому. чтобы разность напряжений между его вхолами была равна нулю. Во-в юрых. операционный усилитель по!ребпяет очень небольшой Входной ток 1ОУ типа 1..Р411 по! ребляет !),2 БА: ОУ со входами на полевых транзиш орах -порядка пикоампср). Бе влаваяс, В более глубокие подробности, сформулируем правило П 11. Вхолье Олераияояяо. о !силятеля ток яе !О!ребляяп ЗЛССЬ НЕООХОЛЯМ! Лй!Ь СОЯСЯСЯИС ПРйВьзо 1 ие шаяя'1яе! БО ОпсряцяОяяь я «си.гя1е я, "ейс1витслыь. я!мелле.
яа!!Рйженяс Нй СВОПХ ВХОЛЯХ Э!О ЯЕЫЛМОж яо !Ззт' !'ы!1О бы песОВМ!стямо !'" правя" лс!в1 11Л Оперйпионныи усиля!ель ! Опеяявае:: состояние Вхо;юв я ! Ломошью вяешией !хемы ОС передав. напряжение !. вьже.п. Бй вход. Сак 'пс в ре!удьтате рй1пос11 папряжсяии мсжд' Вхоламя С1а Я. Вн!.и Равной б!!в! Сс!1и !гс возможно! 31п ЛРЯВЯ11.! сО' ла1О1 !ю! 1Ят!'ЧЯУю основ; для рассмотрения схем на опера. 184 Глава 4 В»~ход ующий усилитель Е;.и ис»',' ционных усилителях.
О предосторожностях, которые необхолнмо соблюдать при работе с ОУ. мы поговорим в разд. 4.08, после того как рассмотрим основные схемы включения ОУ. ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ОПЕРАНИОННЪ|Х УСИЛИТЕЛЕЙ 4.04. Инвертирующий усилитель Рассмотрим схему на рис. 4.4. Проанализировать ее будет нетрудисо. если вспомнить сформулированные выше правила: 1. Потенциал точки В равен потенциалу земли, слсловательио. согласно правилу 1, потенциал точки А также равен потенциалу земли. 2.
Это означает, что. а) падение напряжения на резисторе Аи равно сс„„, б) паление напряжения не резисторе Я, равно П 3. Воспользовавшись теперь правилом 11, получим Сс,„, Я, = — |/.,Г)|о или коэффициент усиления по напряжению = П,, ' П„„= — Л, )сс Позже вы узнаете. что чаше всего точку В лучше заземлять не непосредственно, а через резистор.
Однако сейчас это не имеет для вас значения Итак, анализ схемы на ОУ оказался даже чересчур простым Он правда. не позволяет судить о том, что на самом деле происходит в схеме Для |ого ~тобы понять. как рабо с ае ~ обратная связь. представим себе. что на вход подан некоторый уровень напряжения. скажем 1 В Для конкретизации допустим. что резистор )|с имеет сопротивление 10 кОм. и резистор Яи 100 кОм 1еперь предсшвнм себе.
что напряжение на ни|ходе реши и вынтв нз повиновения н стало равно 0 В Рис ЛИ Иииизпирумисия |с»лите а Что произойдет? Резисторы 7с, и Ли об „. з юс делитель напряжения, с помосд . которос о потенциал инвертнруюд1е '. иу егвс .,: входа поддерживается равным 0 91 Е ~1 Операционный усилитель фиксируе.с ра ° „,'-., со| ласование по вхолам.
и напряжение е~ о выходе начинает Уменьшасьси. Из, ч;|.' пение продолжается до тех пор, пока и ' э' ходное напряжение нс достигнет значек '' — 10 В, в згот момент потенциалы вход'' ОУ стану г одинаковыми и равнымн тенциалу земли. Аналогично, если над ' жение на выходе начнет уменьшаться,:" далыде и станет более отрицагельв '' чем — 10 В. то потенциал на инне руюшем входе станет ниже потсвц земли, в результате выходное напряже " начнет расти Как определить входной импедд ' рассматриваемой схемы' Оказывает просто.
Потенциал точки А всесда ра ' 0 В |так называемое мнимое эизимзвн' илн квазинуль сигнала). Олсдовател д„, = Ви Пока вы сше не знаете, подсчитать выхолной импеданс, для э схемы он равен нескольким долям ощ! Следует о|метить, что полученные зультаты справедливы и для снгна ' ' постоянного тока — схема цредссаш собой усилитель постоянного тока. этому. если нсючник сигнала смед1' относительно земли (источником явах ся. ссассрнмер., коллек сор вредььбш, каскада), у вас может возникнуть жела использовать для связи каскадов кона $ сатор |иногда закой конденсатор на,.
ваюс блокируюшим, гак как он блокнр)ци сигнал постоянного тока. а передаст си, „-вт нал переменншс ~ока) Не»|но~о по»и 'В |кос да речь пойле с об от|словенцах сарФ ~!'," ершлик ОУ от взеальных,'. иы узнав~,'" что и ! ех слсчаих. ко1 да ни серсо сдллх '|й сз авлюос ю лько сигналы ссерсмессваГ,:.,",!~~. тока, вполне лоп. с.
имо испо,сь сиз~.„;.;::;~: блокируюшие конденсаторы Схема. ком рую мы рассматриваем. из.,|с",.1) зывастся слсвсутирпоити .~ си ии ги'свд1':;,!:;!~~ Недостаток э.сои схемы состоис в ~ ом. и"-е!',"'!~ она обладаш малым ах~ цпшсм ньи мх * "~!!Й сом. особенно .л .я усилителей с бозьсии';;""и' коэффициентом усиления сю нагсряжеиийЖ~!';.'' 1ссрн замкнутой цепи ОС1, в которых Рейд,.'и", ииертир юисии усилители 'кюг) как правило, бывает неболь' от недостаток устраняет схема, я на рис. 4.5 схему на рис. 4.5. Анализ ее ; 17л =- П,„. Напряжение Гх 'с делителя напряжения: 17,, = 'ЩЯс + Вз). Если П = П,„. то усиления = |).„,.„117„„= 1 + Это иеиивертир)ми|ой с сили!::цциближении, которым мы восяя, входной импеданс этого усииечен сддя ОУ типа 411 он 10ие Ом и большеюшя ОУ на х транзисюрах обычно провы ,,:,Ом).
Выходной нмпеданс, как ом случае. равен долям ома в случас с внвертируюшнм уси мы внимательно рассмотрим схемы прн изменении напряже'СЖйдах, го увилим. по она рабоОбещано ;йкиеыа также представляет собой постоянносс ~ока. |слн несо» ала н усн гнсезь связаны мсжд; .;,О перемс'.иному зову. то,с % вхо с- Обратная свюь я ооериивоииые уеаивтелв 1ей ного тока (очень небольшого по величине) нужно предусмотреть заземление, как показано на рис. 4.6.
Для представленных на схеме величин компонентов коэффициент усиления по напряжению равен 1О, а точке — 3 дБ соответствует частота 16 Гц. Усилитель переменного тока. Если усиливаются .только сигналы переменного тока, то можно уменьшить коэффициент усиления для сигналов постоянного тока до единицы, особенно если усилитель обладает большим коэффициентом усиления по напряжению. Это позволяет уменыпить влияние всегда сушествуюшего конечного сиприведенного ко входу напряжения сдвига».
Для схемы, представленной на рис. 4.7. точке — 3 дБ соответствуег частота 17 Гц; на этой частоте импсданс конденса гора равен 2„0 кОм. Обратите внимание. что конденсатор должен быть болыпим Если для построения усилителя переменного тока использовать неннвертируюший усилитель с большим усилением. то конденсатор может оказаться чрезмерно большим. В этом случае лучше обойтись без когсденсатора и настрою ь напряжение сдвига так. чтобы оно было равно нулго |этот вопрос мы рассмотрим позже в разд. 4.12).
Можно воспользоваться другим методом увеличить сопротивления резисторов Л. и )|з н использовссть 7-образную схему делателя срази 4 18) Несмотря на высокий входной импе. данс. к которому всегда стремятся разработчики, схеме неинвертирусошего усилите.ся не всегда осдают ссрсдсточсенис перед схемон ннвсртируюше1 о сеяли.селя Как ИЬ Глава 4 ех' 4.07. Источники тока 4.06. Повторитель ('ах ,наааяикииц елка с аегиг кюанжении, иаи вивиан( о ио мы увидим в дальнейшем. ипвертируизший усилитель не прслъявляет с~аль высоких требований к ОУ и, следовательно. обладает несколько лучшими характеристиками.
Кроме того, благодаря мнимому заземлению удобно комбинировать сигналы без их взаимного влияния друз на друга. И наконец, если рассматриваемая схема подключена к выходу (стабильному) другого ОУ, то величина входного импеланса для вас безразлична. это может быть !О кОм или бесконечность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
