Операционные усилители без преобразования сигнала
Наиболее широкое распространение получили ОУ без преобразования сигнала, где входной каскад построен по дифференциальной схеме. ОУ этого типа состоят из каскадов: дифференциального усилителя, схемы смещения уровня напряжений, выходного усилителя мощности.
Простой дифференциальный каскад включает в себя три транзистора (рис. 5.3, а). Транзистор VT3 работает в режиме генератора тока. Коллекторный ток этого транзистора задается стабильным напряжением на делителе R1 R2 и сопротивлением Rэ. При равенстве Ulвх и U2вх ток I3 транзистора VT3 протекает равными частями через транзисторы VT1 и VT2. В коллекторах этих транзисторов устанавливается напряжение:
Напряжения Ulвых = U2вых = Е1/2.
Рисунок 5.3. Дифференциальный каскад ОУ без преобразования сигнала:
а- схема; б- характеристики выходных напряжений.
В зависимости от разности между Ulвх и U2вх выходные напряжения меняются, как показано на рис. 5.3, б.
На графическом изображении ОУ (рис. 5.4) указаны следующие выводы: 1 — инвертирующий вход, 2 — неинвертирующий вход, 3 — подключение положительного источника питания, 4 — подключение отрицательного источника питания, 5 — выходной сигнал.
Рисунок 5.4. Графическое изображение ОУ.
Основные параметры ОУ:
1. Входное сопротивление — дифференциальное сопротивление переменному току:
2. Средний входной ток, при отсутствии сигнала не превышающий сотен наноампер.
3. Входной ток сдвига ΔIвх = Iвх+ - Iвх --разность между входными токами (он в несколько раз меньше среднего входного тока).
4. Напряжение смещения Uсм (прикладывается к одному из входов, для получения Uвых = 0), равное 1мВ.
5. Температурный дрейф напряжения смещения:
6. Выходное сопротивление, составляющее 1 ...5 кОм.
7. Коэффициент усиления в пределах 102... 105.
8. Полоса пропускания — полоса частот, в которой выходное напряжение уменьшается не более чем до 0,7 от максимального значения.
9. Скорость нарастания выходного напряжения ρ= Δ Uвых/Δt.
10. Время установления выходного напряжения, определяемое между уровнями (0,1...0,9) Uвых и составляющее единицы мкс.
11. Максимальный выходной ток, составляющий 5 мА и более.
Для ОУ принципиальное значение имеют три параметра: р, RBX, ΔUCM/ΔT. Любой из параметров ОУ можно улучшить за счет ухудшения других.
Различают ОУ:
- прецизионные, предназначенные для применения в контрольно-измерительной аппаратуре (КМ551УД1);
- быстродействующие — для схем, где требуются широкая полоса пропускания, высокая скорость нарастания выходного напряжения и малое время установления (КР140УД11);
- универсальные, или средней точности (КР140УД7);
- микромощные, где рабочий ток усилителя задается внешним резистором (К1423УД1);
- с высоким входным сопротивлением (154УД1);
- малошумящие;
- многоканальные (КР140УД20);
- мощные (К157УД1).
Прецизионные, быстродействующие, микромощные, малошумящие, широкополосные ОУ относятся к классу специализированных, поскольку один или несколько их параметров имеют значения, близкие к предельным.
Дата добавления: 2015-10-26; просмотров: 1375;