Операционные усилители

September 28, 2013 by admin Комментировать »

Термин операционныйусилитель (ОУ) первоначально использовалсядля высококачественных многокаскадных усилителей постоянного тока, применяемых в аналоговых вычислительных машинах. Эти усилители выполняли математические операции (суммирование, масштабирование, вычитание, интегрирование и т.п.). В настоящее время недорогие интегральные ОУ используются во многих типах усилителей.

На рис. 6.28 приведены примеры классического использования ОУ. Для инвертирующего усилителя выходное напряжение UBbIX равно входному напряжению UBX. умноженному на отношение R2 / R1. Если значения сопротивлений R1 и R2 одинаковы, то усиления нет (единичное усиление, или коэффициент усиления, равно 1). Если R2 (сопротивление обратной связи) равно 100 кОм, а R1 (входной резистор) – 10 кОм, то усиление по напряжению – 10. В большинстве случаев ОУ работают в режиме с замкнутой обратной связью. Главной целью применения обратной связи является стабилизация необходимого значения коэффициента усиления. В инвертирующих усилителях выходное напряжение инвертировано по отношению к входному. Эта инверсия Происходит при подаче входного сигнала на инвертирующий (—) вход усилителя (вывод 2).

Неинвертирующий усилитель используется в тех случаях, когда входное и выходное напряжения должны быть в фазе. При этом входное напряжение подается на неинвертирующий (+) вход (вывод 3), а выходное напряжение UBbIX будет равно входному напряжению UBX, умноженному на отношение (R1 + R2) / R1.

В дифференциальном усилителе выходное напряжение ивых зависит от разности двух входных напряжений (U2 – U1), умноженной на отношение сопротивлений. Для суммирующего инвертирующего усилителя выходное напряжение UBbIX является суммой входных напряжений U1, U2 и U3. Например, если каждое из трех входных напряжений равно 5 В, выходное напряжение – 15 В (при условии, что значения всех сопротивлений R1 – R4 одинаковы).

Для схем, приведенных на рис. 6.28, нужен источник питания с несколькими выходными напряжениями (обычно ±5, ±10 и ±15 В). Это требование относится к большинству ОУ, несмотря на то что некоторые типы ОУ работают только с одним напряжением источника питания.

Необходимо отметить, что в схемах с инвертированием сигнала неинвертирующий вход ОУ заземлен (иногда через резистор). Обычно такое заземление применяется в ОУ, используемых в схемах с одним входом (хотя ОУ имеют дифференциальный вход). Общим правилом является выбор сопротивления заземляющего резистора равным сопротивлению параллельно включенных резисторов входной цепи и обратной связи (см. примечание к рис. 6.28r).

Отметим также, что для большинства ОУ, описанных в этой главе, внешние элементы коррекции не используются. Раньше ОУ зачастую требовали применения внешних корректирующих цепей (обычно состоящих из конденсаторов и/или резисторов) для обеспечения необходимых частотных характеристик. В настоящее время многие ОУ имеют встроенные элементы коррекции и не нуждаются в дополнительных элементах. Хотя существуют и исключения. Например, инвертирующий усилитель с высоким входным импедансом, изображенный на рис. 6.28e, требует применения внешнего корректирующего конденсатора (между выводом 8 и «землей»). При определении неисправностей общим является следующее правило: если усилитель работает, но его частотные характеристики не соответствуют требованиям, то проблемы связаны с элементами коррекции.

Рис 6.28. Классические примеры использования ОУ (National Semiconductar, Linear Applications Handbook,

1994, p. 70): а) инвертирующий усилитель; б) неинвертирующий усилитель; в)дифференциальный усилитепь; r) инвертирующий суммирующий усипитепь; д) неинвертирующий суммирующий усилитель; e) инвертирующий усилитель с высоким значением входного сопротивления; ж) быстродействующий инвертирующий усилитель с высоким выходным сопротивлением; з) неинвертирующий усилитель переменного тока

Источник: Ленк Д., 500 практических схем на популярных ИС: Пер. с англ. – М.: ДМК Пресс, – 44 с.: ил. (Серия «Учебник»).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты