ОБОБЩЕННАЯ СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ОУ

Операционный усилитель(ОУ) -это многокаскадный усилитель постоянного тока с дифференциальным входом , по своим характкристикам приближающийся к воображаемому идеальному усилителю. Под идеальным усилителем понимают устройство , имеющее следующие свойства:

1) Бесконечный коэффициент усиления по напряжению(Кu = ¥ );

2) Бесконечно большое входное сопротивление (Zвх = ¥ );

3) Бесконечно малое выходное сопротивление (Zвых =0);

4) равенство нулю выходного напряжения (Uвых=0) при равных напряжениях на входах;

5) бесконечная полоса пропускания (отсутствие задержки при прохождении сигнала через усилитель ).

На практике ни одно из этих свойств не может быть осуществлено полностью , но к ним можно приближаться с достаточной для многих применений ОУ точностью.

Обобщенная структурная схема ОУ показана на рис.1

(U1) Инв.вх

O Диффер. Промежу- Выходной Вых.

каскад точный каскад

каскад

(U2) Неинв.вх

рис.1. Обобщенная структурная схема ОУ

Первый каскад ОУ- это дифференциальный усилитель . Дифференциальный усилитель имеет высокий коэффициент усиления по отношению к разности входных сигналов (т.е. U1-U2 на рис.1) и низкий коэффициент усиления по отношению к одинаковым сигналам , поданным на входы одновременно.В первом случае имеется наличие между входами дифференциального сигнала, а во втором синфазного.

Дифференциальным называется сигнал, подаваемый на входы дифференциального усилителя,причем абсолютная величина сигнала, подаваемого на каждый из двух входов , одинакова , а фаза противоположна.

Синфазными сигналами называются поданные одновременно на оба входа сигналы с одинаковой фазой и амплитудой.

За входным каскадом ОУ следуют один или несколько промежуточных каскадов , которые обеспечивают уменьшение напряжения покоя на выходе дифференциального усилителя до близкой к нулю величине и необходимое усиление по току. Поэтому в качестве промежуточных каскадов служат дополнительные каскады усиления и схемы сдвига постоянной составляющей.

Входной каскад должен обеспечивать низкое полное выходное сопротивление ОУ и ток, достаточный для питания ожидаемой нагрузки.В качестве входного каскада обычно используется комплементарный эмиттерный повторитель с цепями защиты от короткого замыкания.