Операційні підсилювачі і cхемотехніка на їх основі, страница 10

Звідси витікає, що формула (7^х) може бути отримана і іншим шляхом. Дійсно, так як в точці А.

I₁ + I₃ = 0,

 то використовуючи (  ) і (   ) знову отримаємо формулу для коефіцієнта підсилення K_UЗ

Так як  R₁ являється вхідним опором, то при розрахунках він повинен вибиратись, виходячи з допустимого навантаження вхідного джерела. Величина R₃ в такому разі обчислюється виходячи з заданого K_UЗ по формулі (7^х).

Знак ( - ) в (7^х) говорить про те, що вихідний сигнал являється інверсним по відношення до вхідного. Для постіїної напруги u_ВХ це буде значить , що вихідна напруга буде мати протилежну полярність, а для змінної  -     вихідна  напруга буде протифазною.

Неінвертуючий підсилювач.

Розглянемо тепер роботу схеми, що приведена на рис.5.19. Вихідна напруга прикладається до інвертуючого входу через дільник на опорах R₁ і  R₂ . Тобто, можемо записати для т. А.

           

Напруга на прямому вході

                         Рис.5.19                                         u₊ = u_ВХ

Дифференційна напруга

                              

Так як u_P»0, маємо:

                          

                        

В розглядаємій схемі чітко видна та  особливість, що частина вихідної напруги прикладається до входу підсилювача.

Мінімальне значення суми R₁+R₃ визначається струмом зміщення. При обчисленні R₁+R₃ виходять з того, щоб струм, що протікає від виходу через R₁+R₃ набагато перевищував струм зміщення, ( який являється паспортним значенням ОП. ) при максимальній напрузі на виході ОП. Так як                u_{ВИХ. MAX} = E_K, то взявши наприклад

I_{(R1 – R2)} = K_МI_ЗМ знаходимо:

  

Вибір величини K_М залежить також від допустимого рівня шумів і допустимої похибки роботи схеми.. K_М» 10 ¸ 20. Мінімальна величина R₁+R₃  обмежується максимальною величиною вихідного струму, величина якого для більшості ОП. знаходиться в межах 5 ¸ 50 т.А (див. табл.)

При напрузі живлення більшості ОП. ± 15В, R₁+R₃ >  = 3 * к (0.3 ¸ 3 ) к

Реальні величини вибирають як мінімум на порядок більшості.

Дифференційний підсилювач на ОП.

Такий підсилювач будується як об'єднання двох попередніх схем на вході ОП. Схема має вихід приведений на рис.5.20. Аналіз роботи схеми виконаємо, виходячи з методу суперпозиції.

Допустимо, що напруга u_ВХ2 = 0. В такому випадку потенціал прямого входу u₊=0, оскільки вхідний струм для ідеального ОП відсутній і падіння напруги на резисторах R₂ і  R_{3 2} немає.

                 Рис.5.20.

Напруга на виході підсилювача буде визначатись з формули

                       

Тепер приймемо умову, що u_ВХ1=0, а u_ВХ2 ¹ 0 і на прямий вхід підсилювача в такому разі подається напруга

                    

На інверсному вході в відповідності до (   )  маємо напругу

                      

Приймаючи  u_P = u₊ - u_-  = 0  знаходимо:

                 

Звідси

                

При одночасній дії обох напруг маємо на виході алгебрaїчну суму

               

Якщо тепер прийняти умову, що R₁ = R₂ і R₃₂ = R₃₁ – R₃ ,то отримаємо

                 

Як видно з формули полярність вихідної напруги визначається більшою по модулю вхідною напругою  з врахуванням полярності входу.

Підсилювач з дифференційним виходом.

Схема підсилювача приводиться на рис.5.21. Схема має два виходи і реально її можна розглядати як два з'єднаних паралельно і протифазно інверторів. Якщо, наприклад, U_ВХ1 = 0, то, відповідно і напруга U_ВИХ1 = 0 При дії напруги u_ВХ.2 вихідна напруги при цьому визначається по формулі:

u_ВИХ.2 = - R₃₂×u_ВХ.2/ R₂.

                        Рис.5.21.                               Аналогічно, при дії u_ВХ.1 і при u_ВХ.2 =0, маємо на другому виході:

               u_ВИХ.1 = - R₃₁×u_ВХ.1/ R₁.

Вихідна напруга u_ВИХ , яка заміряється між двома виходами як різниця напруг  

              u_ВИХ = u_ВИХ.1 - u_ВИХ.2 =- R₃₁×u_ВХ.1/ R₁ +R₃₂×u_ВХ.2/ R₂.

Приймаючи  R₃₁ =  R₃₂=  R₃ і  R₁  =  R₂ =  R, маємо:

 u_ВИХ = (u_ВХ.2 - u_ВХ.1)R₃/ R.

5.3.Реальні технічні характеристики  ОП.