Основы схемотехники аналоговых электронных устройств (АЭУ). Классификация УУ. Компланарная плоскость, страница 10

Усилитель постоянного тока с большим усилением и ОУ совместно с дополнительными внешними цепями, предназначен для выполнения различных операций , называется решающий усилитель.

В дальнейшем под решающим усилителем будем понимать ОУ.

Обозначения ОУ по современной технологии следующие:

Различают двухкаскадные и трёхкаскадные ОУ.

УН - усилитель напряжения,

УА – усилитель амплитуды (у двухтактного его нет),

ДУ – дифференциальный усилитель,

ЭП – эмиттерный повторитель.

ПАРАМЕТРЫ ОУ.

№ п/п	Параметры	Идеальный ОУ	153 УДЗ
1	Коэффициент усиления		2*
2	Входное дифференциальное сопротивление		200кОм
3	Входное синфазное сопротивление		6* Ом
4	Выходное сопротивление	0	200 Ом
5	Напряжение смещения	0	5 мВ
6	Частота единого усиления		5 МГц
7	Скорость нарастания выходного напряжения		5B/с
8	Коэффициент подавления синфазных помех		80120 дБ

Напряжение смещения.

 .

Логарифмическая амплитудно-частотная характеристика.

 .

Коэффициент подавления синфазных помех (q,  ).

Инвертирующие включение ОУ.

 ,

 ,

 , следовательно  .

, , ,  .

По внешнему контуру можно записать:   ,  ,  ,

С учётом коэффициента передачи цепи ООС:  ,

Инвертирующее включение позволит реализовать следующее устройство:

1.  ; :

,

 .

Если резисторы прецизионные, то коэффициент усиления будет стабильным.

2.  Инвертирующий повторитель напряжения:

 ; К= - 1.

Используется в качестве развязки или буфером между ЭДС с высоким внутренним сопротивлением и низкоомной нагрузкой.

3.  В качестве усилителя тока:

,

 .

Такая схема позволяет усиливать слабые токи::

 ,  Ом,

 .

4.  Суммирующий инвертирующий усилитель:

 

 ,  .

а)  весовое суммирование:  , где  .

б) усреднение сигналов: Если , .

Неинвертирующее включения ОУ.

 ,

 , т.к. ,

 , т.к. , т.к. ,

 .

,  , .

Применение:

1.  Неинвертирующий усилитель:

 

2.  Неинвертирующий повторитель  напряжения:

 

 

3.  Неинвертирующий суммирующий усилитель:

 , где  .

Преимущества инвертирующего и неинвертирующего сумматоров заключается в том, что потенциал в т. «1» примерно равен 0, ⤇ исключается влияние отдельных источников ЭДС или направляет друг на друга.

Напряжение смещения и ее компенсация.

Напряжение смещения возникает из-за двух факторов:

1)  за счёт асимметрии плеч ОУ, и, как правило, за счет асимметрии ДУ. При этом даже если инвертирующий и не инвертирующий входа будут на земле

Методы компенсации напряжения смещения в первом случае:

2) за счет неравенства выходных токов: .

Хотя , но в реальном случае  (несколько мкА).

Эти токи создаются на входе небольшое ЭДС, которой усиливается на выходе и достигает достаточно больших величин.

 , т.к.

 

Метод  уменьшения напряжения смещения (подключение :

Активный интегратор.

       

     ()

,

 ,

 ,

  (**)

,   , ,    ,

 →  ,

 .

Область А связанна с инерционностью ОУ.

Область В  связанна с насыщением активных элементов в случае большого сигнала .

По существу это нелинейные искажения выходного каскада:

 ,

 ,

 ,

 ,

 .

Преимущества активного интегратора над пассивными:

 ,

 ,

 ,

 ,

 , где .

 ,  .

Емкость С включена в цепь ООС. Считая, что  меняется за счёт ООС, при этом поддерживается линейность выходного процесса.

Активный дифференциатор.

 ,  ,

    ,   (**).

Логарифмирующий усилитель.

 ,

где  - температурный потенциал равный:

 .

 ,  ,  ,

 ,  ,  , , 

 ,  .

 

Логарифмические усилители находят применения для усиления сигналов с большим динамическим диапазоном.