Операционные усилители. Операционные усилители (ОУ) первоначально использовались для решения операторных уравнений

Операционные усилители (ОУ) первоначально использовались для решения операторных уравнений. Отсюда их название. В настоящее время ОУ являются базовым элементом построения более сложных функциональных схем. Операционный усилитель также является усилителем постоянного тока и выполня-

.

Рисунок 6.15. Схемотехническое изображение ОУ

ется на многокаскадной основе с омическими связями между каскадами. Первым каскадом является дифференциальный усилитель. Схемотехническое изображение операционного усилителя (ОУ) приведено на рисунке 6.15. Чаще всего операционный усилитель содержит 3 или 4 дифференци­альных каскада, и коэффициент усиления входного сигна­ла достигает 10⁶. Операционные усилители, конструктивно вы­полняемые в виде интегральных микросхем различных серий, имеют два входа - неинвертирующий (+) и инвертирующий (-).

В первом случае выходное напряжение находится в фазе с входным, во втором случае — в противофазе.

К основным параметрам ОУ относятся:

· коэффициент усиления по напряжению ;

· коэффициент усиления по мощности

· входное и выходное сопротивления;

· входное напряжение смещения нуля ;

· скорость нарастания выходного напряжения ;

и.т.д.

В зависимости от условий подачи на ОУ усиливаемого сигна­ла различают инвертирующее, неинвертирующее включения усилителя.

Рисунок 6.16. Инвертирующее включение усилителя

Сигнал через резистор подается на инвертирующий вход, который охвачен параллельной отрицательной обратной связью по напряжению с помощью резистора Неинвертирующий вход заземляется. Коэффициент усиления по напряжению:

(6.19)

Знак минус указывает на инвертирование полярности входного напряжения.

На рисунке 6.17 приведена схема неинвертирующего включения ОУ. От инвертирующего усилителя эта схема отличается только тем, что входной сигнал подается на неинвертирующий вход, а инвер- тирующий заземляется через резистор .

Рисунок 617. Схема неинвертирующего усилителя

Напряжение пропорционально напряжению выхода и выделяется на резисто-ре :

(6.20) Коэффициент усиления неинвертирующего усилителя:

(6.21)

На основе ОУ можно создавать электронные устройства, выполняю-щие ­ некоторые математические операции, например, суммирова-ние, интегрирование и дифференцирование.

Рассмотренные принципы построения усилительных каскадов справедливы при разработке интегральных микросхем аналогич­ного назначения. Такие усилители конструктивно выполняют в виде монолитной схемы, содержащей транзисторы, диоды, рези­сторы, конденсаторы и другие элементы в интегральном исполнении, и обладающей свойствами усиления электрических сигналов без использования дополнительных навесных компонентов.

Интегральная электроника позволяет значительно улучшить качество и повысить надежность электронных усилителей. На основе интегральных усилителей могут быть построены различные электронные генераторы, преобразователи частоты, детекторы и другие нелинейные устройства.

Дата добавления: 2015-05-06