ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ ОУ.

Без обратных связей ОУ не применяется из-за его большого коэффициента усиления (для идеального ОУ Ku = ; Rвх = ; Rвых = 0 и бесконечная полоса частот усиливаемого сигнала), вследствие чего даже незначительная асимметрия плеч входного дифференциального усилителя или весьма малое входное напряжение могут привести к насыщению ОУ (формированию на выходе ОУ напряжения, близкого по уровню к напряжению питания) и его неспособности обрабатывать входные сигналы.

Подключив звено отрицательной обратной связи (ООС), состоящее из двух резисторов (делителя), например, Roc 200 кОм и R1 5 кОм между выходом и инвертирующим входом и соединив вход Н с общей точкой, получим инвертирующий усилитель (рис. 5.2, а) с фиксированным коэффициентом усиления, амплитудная характеристика которого изображена на рис. 5.2, б, на которой напряжение смещения Uсм = Uвых.0/Ku.oc (при uвых = 0) есть приведенный к входу ОУ дрейф нуля Uвых.0 при Uвх = 0 от всех дестабилизирующих факторов.

Схема неинвертирующего усилителя и его амплитудная характеристика представлены на рис. 5.2, в, г.

Основными параметрами ОУ с ООС являются:

коэффициент усиления напряжения Ku.ос = uвых/uвх, где uвх - разность потенциалов между входными выводами, и не зависит от коэффициента усиления самого ОУ (Ku = 105…106). Для инвертирующего ОУ c ООС Ku.ос приближенно определяется отношением сопротивлений резисторов Roc и R1 звена ООС по напряжению, т. е. Ku.ос Roc/R1.

Коэффициент усиления неинвертирующего усилителя (см. рис. 5.2, в)

.

Максимальное значение напряжения, при котором нелинейные искажения пренебрежительно малы, т. е. меньше напряжения питания Un на 0,5 …3 В в зависимости от уровня Uп;

входное сопротивление для разностного сигнала между входами ОУ на низкой частоте Rвх 103 …107 Ом;

выходное сопротивление Rвых < 100 Ом;

входное напряжение смещения нуля Uсм (единицы милливольт) дифференциальное напряжение, которое нужно приложить между входами ОУ, чтобы его выходное напряжение в отсутствие входных сигналов стало равно нулю;

частота среза fв, соответствующая спаду АЧХ ОУ на 3 дБ;

частота единичного усиления f1 (достигает сотен мегагерц), т. е. частота, при которой Ku = 1;

скорость нарастания выходного напряжения (v 1…100 В/мкс) при подаче ступенчатого напряжения на вход и коротком замыкании выхода на инвертирующий вход;

время установления выходного напряжения (tуст = 0,05…2 мкс) от 0,1 до 0,9 своего установившегося значения.

Одним из важных достоинств ОУ является подавление (ослабление) синфазного сигнала uвх.сф = (uвх1 + uвх2)/2, соответствующего равным по значению и одинаковым по знаку напряжениям, приложенным к обоим входам. Коэффициентом ослабления синфазного сигнала

Кос.сф = 20lg(Кu.oc/Kсф) = 60…120 дБ,

где Кu.oc коэффициент усиления напряжения uвх.сф, приложенного между входными выводами ОУ, т. е. разностного напряжения u = uвх1 uвх2; Kсф = uвых.сф/uвх.сф коэффициент усиления напряжения uвх.сф, приложенного между общей шиной и каждым входом ОУ. Чем больше Кос.сф, тем меньшую разность входных сигналов сможет различить ОУ на фоне большого синфазного напряжения.

Формирование напряжения на выходе ОУ в отсутствие входных сигналов (дрейф нуля) обусловлено неполной идентичностью напряжений эмиттерных переходов транзисторов входного дифференциального усилителя, изменением температуры окружающей среды, параметров источников питания, старением активных элементов схемы и т. п. Введением внешних цепей коррекции (балансировки), подключаемых к специально предусмотренным для этой цели выводам ОУ, можно компенсировать погрешности, обусловленные действием всех перечисленных выше дестабилизирующих факторов, приводящих к дрейфу нуля.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   Загрузить   След >