Главная Промышленная автоматика.

интеграторов, дифференциаторов, логарифмических преобразователей и активных фильтров. Введение положительной обратной связи применяется для разработки схем мультивибраторов и генераторов колебаний синусоидальной и треугольной формы.

Далее в этой главе мы рассмотрим структуру типичных операционных усилителей, собранных из унифицированных схемных узлов, которые были представлены в гл. 3. Мы увидим, как практические ограничения, возникающие в этих узлах, а также при соединении их между собой, ограничивают идеальное функционирование схем с усилителями, которые рассматривались перед этим. Представим отдельные измерительные схемы для получения численных значений характеристических параметров операционных усилителей и, наконец, изложим некоторые обобщенные методы оптимизации характеристик этих усилителей в уже рассмотренных применениях.

5.1. ИДЕАЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ

На фиг. 5.1 наряду с диапазонами типичных характеристик, взятых из спецификаций на разнообразные операционные усилители, сведены в таблицу идеальные свойства операционного усилителя. Типичные характеристические параметры приводятся для сопоставления и полезны для справок при сравнении новых разработок операционных усилителей. (Цена на операционный усилитель - один из самых важных для разработчика параметров - редко указывается в листке спецификаций. Конечно, идеального усилителя не существует, однако реально имеющиеся операционные усилители продаются обычно по цене от 40 центов до 20 долл. за каждый.) В следующем разделе излагается значение и роль разнообразных параметров устройства в работе схемы. Хотя параметры идеального операционного усилителя никогда не смогут быть реализованы, его характеристики служат как руководство для сравнения технического уровня имеющихся устройств.

5.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАЛ1ЕТР0В ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ

Теперь давайте рассмотрим, что представляют собой параметры, приведенные на фиг. 5.1.

Входное напряжение сдвига (Усдв)-дифференциальное входное напряжение, необходимое для получения О В на выходе.

Температурный дрейф напряжения сдвига, или температурный коэффициент напряжения сдвига (ТК Vcrb) , - отношение



среднего значения изменения входного напряжения сдвига к изменению температуры окружающей среды.

Входной ток смещения (/в) - ток, втекающий (или вытекающий) в любой из ВХОДНЫХ зажимов при выходном напряжении около О В. Обычно выражается как среднее значение от двух входных токов, т. е.

/вк (+) + /вх (-)! (5 1)

Входной ток сдвига (/сдв) -разность двух входных токов, т. е.

, /сдв = /вх(+)-/вк(-)1- (5.2)

Входное сопротивление (/?вх) - отношение небольшого изменения дифференциального входного напряжения к получаемому в результате изменению тока при сохранении линейности выходного напряжения

Rbx -

(5.3)

Другой параметр, входное сопротивление для синфазного сигнала, обычно намного больше, и оно равно отношению изменения синфазного напряжения к результирующему изменению входного тока смещения.

Синфазный диапазон - диапазон входного синфазного напряжения (напряжения, измеряемого относительно земли и подаваемого одновременно на оба входа), в пределах которого усилитель будет работать удовлетворительно (обычно допускается ухудшение КОСС на 6 дБ от минимального значения, указываемого в спецификации).

Максимальное дифференциальное входное напряжение (1д(макс)), превысив которос можно вызвать повреждение прибора.

Коэффициент усиления по напряжению для большого сигнала (Лг,)-отношение изменения напряжения на выходе к вызывающему его изменению дифференциального входного напряжения

• . Л==. (5.4)

Известен также как коэффициент усиления по постоянному току без обратной связи.

Коэффициент ослабления синфазного сигнала (КОСС)--отношение изменения синфазного входного напряжения к вызванному им изменению входного напряжения сдвига, выражен-



ное обычно в децибелах,

KOCC = 201g. (5.5)

Полоса единичного усиления (ПУ) - частота, при которой усиление с разомкнутой обратной связью равно О дБ*). Еще один термин - произведение усиления на полосу пропускания (УПП) - это произведение коэффициента усиления без обратной связи при некоторой данной частоте на эту частоту. В усилителе со спадом усиления без обратной связи -6 дБ/октава при усилении О дБ УПП = ПУ.

Размах выходного напряжения (Увых)-максимальное выходное напряжение, которое можно получить при определенных нагрузочных условиях.

Выходной ток (/вых)-максимально возможный ток на выходе, измеряемый обычно при ± Увых-

Полоса пропускания на полной мощности (ППМ) - максимальная частота, при которой на выходе можно получить неискаженный синусоидальный сигнал с пиковой амплитудой ±Увых. Ограничена обычно скоростью нарастания.

Время нарастания (н)-время, измеряемое по изменению переднего фронта сигнала на выходе от 10 до 90% при подаче на вход импульса напряжения с малой амплитудой.

Скорость нарастания (СН)-отнощение размаха выходного напряжения, измеряемого от 10 до 90% переднего или заднего фронта, к времени, необходимому для того, чтобы выходное напряжение пересекло эти уровни. Измеряется при воздействии на вход большого сигнала.

Потребляемый ток (/пит) - величина тока питания, необходимая усилителю и измеряемая при нулевом напряжении на выходе, так что ток не ответвляется в нагрузку.

Коэффициент ослабления отклонений напряжения питания (КОНП) - отнощение изменения в напряжении питания к вызванному им изменению входного напряжения сдвига, выражаемое обычно в децибелах,

KOHn = 20!g4. (5.6)

СДВ

Так как КОНП может быть различным для каждого источника питания, он обычно указывается для худшего случая.

Во многих последующих разделах мы будем использовать эти определения параметров; Теперь рассмотрим ряд полезных применений операционных усилителей.

) Может называться также частотой среза амплитудно-частотной характеристики. - Прим. ред.





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 [52] 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144

0.0038