Основные параметры ОУ

Требования, предъявляемые к идеальному ОУ

· Бесконечно большой коэффициент усиления с разомкнутой петлей обратной связи.

· Бесконечно большое входное сопротивление входов V- и V+. Другими словами, ток, протекающий через эти входы, равен нулю.

· Нулевое выходное сопротивление выхода ОУ.

· Способность выставить на выходе любое значение напряжения.

· Бесконечно большая скорость нарастания напряжения на выходе ОУ.

· Полоса пропускания: от постоянного тока до бесконечности.

Входная цепь ОУ обычно выполняется по дифференциальной схеме, т.е. входные сигналы можно подавать на ОУ из двух входов: один из них изменяет полярность выходного напряжения и называется инвертирующим, другой – не изменяет и относится к категории неинвертирующего входа. На схемах инвертируемый вход обозначается значком «» или «».

Усредненное напряжение, приложенное к обоим входам одновременно, называется синфазным (рис. 6.2 а).

Рисунок 6.2. Входные напряжения ОУ. а) синфазное; б) дифференциальное.

Выходное напряжение при этом должно быть равным нулю. Во всех других случаях

,

где А - коэффициент усиления, стремящийся к ¥.

Разность напряжений называется дифференциальным входным сигналом (рис. 6.2 б). Он приложен между инвертирующим и неинвертирующим входами ОУ.

Напряжение питания указывается на схемах со знаком + или –, а на некоторых стандартах обозначается символами «Vcc» и «GND».

ОУ характеризуется входными, выходными, энергетическими, дрейфовыми, частотными и скоростными параметрами.

Амплитудные (передаточные) характеристики. Представляются в виде двух кривых, относящихся соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам (рис 6.3.).

Рисунок 6.3. Амплитудные (передаточные) характеристики ОУ.

Характеристики снимают при подаче сигнала на один из входов при нулевом сигнале на другом.

Горизонтальные участки кривых соответствуют режиму полностью открытого, либо закрытого транзистора выходного каскада. Напряжение на входе ОУ близко к + либо –, т.е. напряжению питания.

Наклонным участкам кривых соответствует пропорциональная зависимость выходного напряжения от входного. Угол наклона определяется коэффициентом усиления

Большое значение коэффициента усиления позволяет при охвате таких усилителей отрицательной обратной связью получать схемы со свойствами, которые зависят только от параметров цепи отрицательной обратной связи.

Наличие входных токов смещения обуславливается конечными значениями входного сопротивления дифференциального каскада и разностью параметров транзисторов (рис. 6.3).

Рисунок 6.3. Коррекция разности входных токов ОУ.

Максимальным дифференциальным входным напряжением лимитируется напряжение, подаваемое между входами ОУ для исключения повреждения транзисторов дифференциального каскада.

Выходные параметры. Выходными параметрами ОУ являются выходное сопротивление, а также максимальные значения выходного напряжения и тока.

Частотные параметры. Частотные параметры определяются амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) ОУ (рис. 6.3).

Рисунок 6.3. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) ОУ.

АЧХ имеет спадающий характер в область высокой частоты, начиная с частоты среза . Частота , при которой коэффициент усиления равен единице, называют частотой единичного усиления.

По граничной частоте , при которой имеет место снижение коэффициента усиления в раз, оценивают полосу пропускания частоты усилителя.

Динамические параметры. Динамическими параметрами являются скорость нарастания выходного напряжения (скорость отклика) и время установления выходного напряжения.

Рисунок 6.4. Динамические параметры ОУ.

Дата добавления: 2014-01-03