Лекция 11

Лекция 11

U_ВЫХ.ОУ._MAX = (0.9 ÷ 0.95) × E_П = (0.9 ÷ 0.95) × 15 = 13.5 ÷ 14.25 В

Приблизительно можно считать, что выходное напряжение равно напряжению питания. ОУ усиливает (U_ВХ – U_ВХ2) = E_ДИФ (дифференциальный ЭДС)

K_U._ОУ≈ 50000 (в среднем)

Пусть U_ВХ2 = 0 (т.е заземлено), следовательно U_ВХ1._MAX = E_ДИФ._MAX = = 300 мкВ ≈ 0 В

Свойства идеального ОУ

1) Потенциал прямого входа = потенциал инвертирующего выхода φ_{ПРЯМ.ВХ} = φ_ИНВ.ВХ или U_ВХ – U_ВХ2 = 0

2) R_ВЫХ.ОУ= ∞ ( ≈ 300 кОМ ), поэтому I_ВХ = 0

3) K_U = 50000, поэтому можно считать K_U = ∞

В практических расчётов можно реальный ОУ считать как идеальный. Несмотря на это ОУ как усилитель используется очень редко.

Нарисуем передаточную характеристику U_ВЫХ(U_ВХ).

U_ВЫХ = 0 при U_ВХ = U_CM

Недостатки:

1)Линейный усилительный диапазон ОУ очень мал.

2)Зависимость К_U от температуры.

3)Неодинаковость K_U от корпуса к корпусу.

Поэтому ОУ применяется в качестве схемы с обратными связями.

Неинвертирующий усилитель на базе ОУ

Отрицательная обратная связь (ООС)

U_ВЫХ = (U_ВХ - U_OC) × K_U = U_ВХ – U_OC = ;

При K_U → ∞, U_ВХ – U_OC = 0, U_ВХ = U_OC;

;

Коэффициент передачи (П) схемы с обратной связями

;

П схемы с ОС не зависит от K_U , исключается зависимость от температуры и разброс K_U.

Инвертирующий усилитель на базе ОУ

U₂ = 0 т.к заземлено.

А = 1 нА ≈ 0

U₁ = 300 мкВ

i₁ + i₂ = i_ВХ = 0, значит i₁ = -i₂

;

Связь параллельная, т.к. складываются не напряжения, а токи. Это лишь теоретическая схема в ней отсутствуют цепи коррекции.

Инвертирующий сумматор на базе ОУ

i₁ + i₂ + … + i_n = i_OC

Отношение R_OC к R входа можно назвать весовым коэффициентом. Если R_OC = R₁ = R₂ = … = Rn, значит сумматор в чистом виде, иначе получаем сумматор с весовыми коэффициентами.

Эпюры входных и выходных сигналов

Компенсатор входных токов и напряжения смещения нуля

В режиме покоя:

I_ВХ1 и I_ВХ2 - это I_ВН1 и I_БП2 дифференциального каскада.

I_ВХ1 протекает через R₁ и R_ОС

U_ВХ = 0, значит U_ВЫХ = 0

; т.к. К_U велик => U₁ ≠ 0, получим U_ВЫХ ≠ 0.

Чтобы в режиме покоя U_ВЫХ = 0, U₁ = U₂ =>

; т.о. компенсируется влияние входных токов.

⇐ Предыдущая 1 23