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. 7, а) с фиксированным коэффициентом усиления, амплитудная характеристика которого
изображена на рис. 7, 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. 7 в, г.
Основными параметрами ОУ с ООС являются:
· коэффициент усиления напряжения Ku.ос = Duвых/Duвх, где Duвх – 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. 7, 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 Du = 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.
Дата добавления: 2015-08-21; просмотров: 512;