Аналогові та підсилювальні електронні пристрої. Частина 2: Навчальний посібник, страница 9

Для апаратури, що працює з батарейним живленням, економічність – параметр визначний. Для таких пристроїв випускаються мікропотужні ОП з цікавими властивостями: необхідне значення споживаного схемою струму, рівень вхідного опору і швидкодійність визначаються за програмою. Ці параметри залежать від номіналу зовнішнього резистора, який встановлює струм зміщення ОП (К153УД4, К710УД1). Мікропотужні ОП з параметрами, що вибираються за програмою, зручні у безкорпусному виконанні, коли кристал ОП монтується у мікрозборках. У таких випадках не завжди вдається гарантувати малий тепловий опір кристал–підкладки, тому їх потужність споживання не перевищує 1 – 10 мВт.

При розробці нових сучасних ОП слід звернути увагу на необхідність забезпечення деяких обмежень, що накладаються особливостями сучасної технології виготовлення ОП:

– невелике значення сумарного номіналу резисторів на підкладці;

– труднощі впровадження процесів підстроювання номіналів елементів;

– погана абсолютна точність номіналів резисторів від підкладки до підкладки;

– обмеження по тепловідведенні;

– труднощі виготовлення на одній підкладці транзисторів p–n–p і n–p–n структури.

Рисунок 2.6 – Схема електрична принципова операційного підсилювача К153УД1

2.3 Застосування зворотного зв’язку у операційних підсилювачах для утворення пристроїв аналогової обробки сигналів

Передавальна функція підсилювача повинна забезпечити точне трансформування рівня вхідного сигналу у рівень сигналу при навантаженні.

Якщо підсилювач має струмовий вхід (забезпечує виконання умов для генератора струму сигналу) і струмовий вихід (генерує струм  у навантаженні, тобто при будь-яких змінах навантаження  рівень вихідного струму лишається сталим, а вихідна напруга прямопропорційна ), у такому випадку основна передавальна функція такого підсилювача – коефіцієнт підсилення за струмом  (генератор стабільного струму).

Якщо пристрій має струмовий вхід, але на виході генерує напругу (напруга у навантаженні не залежить від опору навантаження, тобто вихідний струм прямопропорційний номіналу навантаження), то основна функція такого підсилювача – передаточний опір , і такий пристрій має назву – трансформатор опору.

Якщо підсилювач керується напругою, але у навантаженні генерується струм сигналу, то це трансформатор провідності .

Якщо підсилювач керується напругою і генерує у навантаженні стабільну напругу – це підсилювач напруги .

Розглянуті передавальні функції підсилювача можуть бути реалізовані різним застосуванням ВЗЗ.

Відомі чотири основні схеми введення ВЗЗ, рис.2.7(а, б, в, г).

         

а)

б)

   

в)

г)

Рисунок 2.7 – Зворотний зв’язок в операційних підсилювачах

Наведені схеми відповідно реалізують:

– послідовний ВЗЗ за напругою;

– паралельний ВЗЗ за напругою;

– послідовний ВЗЗ за струмом;

– паралельний ВЗЗ за струмом.

Для отримання напруги ВЗЗ, пропорційній струму, рис.2.7(в, г), використовується датчик струму , опір якого відповідає умові .

Основні параметри розглянутих схем наведені у табл.2.2.

Таблиця 2.2

Вклю- чення	Підсилювач	Схема, рисунок – 2.7	Основні передавальні функції	Вхідний опір	Вихідний опір
Неінвертувальне	Напруги	а		Великий	Малий
	Трансформатор провідності	в			Великий
Інвертувальне	Трансформатор опору	б		Малий	Малий
	Струму	г			Великий

Розглянуті варіанти схем використовуються для побудови практично усіх схем підсилювачів.

2.4 АЧХ та ФЧХ операційного підсилювача

АЧХ підсилювача з безпосередніми зв'язками практично рівномірна від постійного струму () до деякої частоти зрізу (). Спад характеристики у ВЧ області викликає інтерес до частоти, на якій коефіцієнт підсилення схеми по напрузі  зменшується до одиниці. Смуга частот, що відповідає , зветься смугою одиничного підсилення (unity gain bandwidth).