(926)274-88-54
Бесплатная доставка.
Бесплатная сборка.
График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
|
|
Звоните! (926)274-88-54 Бесплатная доставка. Бесплатная сборка. |
Ассортимент тканей График работы: Ежедневно. С 8-00 до 20-00. Почта: soft_hous@mail.ru |
  
|
Читальный зал --> Полупроводниковая схемотехнология Л; = 1, Т.е. Лд, = О и = 00. Схема такого усилителя изображена на рис. 6.10. Из формулы (6.15) получаем коэффициент усиления для этой схемы, равный 1. Подобная схема включения операционного усилителя Рис. 6.10. Следящая схема {А = UJU = 1). называется следящей. Она используется, как и схема эмиттерного повторителя, в качестве преобразователя сопротивления. Существенным преимуществом такой схемы является то, что разница между выходным и входным напряжениями составляет всего несколько милливольт. Влияние напряжения смещения может быть исследовано по схеме замещения, представленной на рис. 6.11. Легко видеть. Рис. 6.11. Схема замещения с учетом влияния напряжения смещения. что в схемах на рис. 6.9 и 6.10 напряжение смещения оказывается приложенным последовательно с входным напряжением. Таким образом, как и входное напряжение, оно будет усиливаться в А раз. Входное сопротивление Для определения результирующего входного сопротивления необходимо рассмотреть схему замещения операционного усилителя с включенной обратной связью, изображенного на рис. 6.5. Такая схема представлена на рис. 6.12. Благодаря наличию обратной связи к сопротивлению приложено очень малое напряжение и о = VJAo = VJg. Таким образом, через это сопротивление Рис. 6.12. Схема замещения с учетом действия входных сопротивлений. протекает только ток, равный UJgrp. Поэтому дифференциальное входное сопротивление благодаря действию обратной связи умножается на коэффициент д. Такая обратная связь называется потенциометри-ческой. Согласно рис. 6.13, для результирующего входного сопротивления имеем Ге = UJAI, = дгоЦга, Гд,. (6.17) Эта величина даже для операционных усилителей с биполярными транзисторами на входах превыщает 10 Ом. Следует, однако, помнить, что речь здесь идет исключительно о дифференциальной величине; это значит, что изменения тока AI малы, тогда как среднее значение входного тока 1 может принимать несравненно большие значения. Соотношение параметров схемы можно проиллюстрировать числовым примером. Допустим, что имеется источник сигналов с внутренним сопротивлением Rg = = 1 МОм. Пусть такжа погрешность, вносимая усилителем вследствие конечной величины входного сопротивления, не должна превышать 0,1%. Тогда можно записать следующее требование к входному сопротивлению усилителя: г, хгс,>1 ГОм. Такое входное сопротивление, согласно данным табл. 6.1, может быть достигнуто при использовании операционного усилителя типа 741. Однако его входной ток при отсутствии сигнала, составляющий Ig = = 200 нА, протекая через источник сигналов, вызовет на нем дополнительное падение напряжения ~ 200 мВ. В принципе это падение напряжения можно компенсировать, выбрав внутреннее сопротивление делителя напряжения, включенного в цепь обратной связи усилителя, равным величи- Г/Шва 6 не Rg. При этом останется только влияние разности входных токов усилителя. Этот метод, однако, редко приводит к желаемому результату, так как часто внутреннее сопротивление источника сигнала заранее точно не известно, поэтому более целесообразно при наличии источника сигнала с сопротивлением свыше 50 кОм использовать операционные усилители с полевыми транзисторами на входах. Такое решение целесообразно также и потому, что операционные усилители с входными полевыми транзисторами имеют лучшие характеристики шума при работе от высокоомного источника сигнала. . Выходное сопротивление Как видно из табл. 6.1, реальные операционные усилители довольно далеки от идеала в отношении выходного сопротивления. Оно, правда, может быть в значительной степени уменьшено путем применения обратной связи. Снижение выходного напряжения, вызываемое подключением нагрузки, передается на JV-вход усилителя через делитель напряжения R, Ri- Возни-каюшее при этом увеличение Up компенсирует изменение выходного напряжения. Выходное сопротивление операционного усилителя, не охваченного обратной связью, определяется соотношением Vjy = const Для усилителя, охваченного обратной связью, в соответствии со схемой на рис. 6.9 эта формула принимает вид и = const При работе усилителя, охваченного обратной связью, величина Up при изменении нагрузки не остается постоянной, а изменяется на величину , dUD= -dU 0= -kdUa. (6.18) Для усилителя с линейной передаточной характеристикой изменение выходного на- Величиной тока, ответвляющегося в делитель напряжения обратной связи, в данном случае можно пренебречь. Подставив величину dUa из вьфажения (6.18), получим искомый результат: K = rJ{l + kAp)XrJg. (6.20) При заданных коэффициенте усиления Л = 10 и дифференциальном коэффициенте усиления Ар = 10* выходное сопротивление охваченного обратной связью операционного усилителя снизится с 1 кОм до 0,1 Ом. Вышеизложенное, вообще говоря, справедливо в пределах полосы рабочих частот в 3 дБ, ограниченной частотой операционного усилителя, что соответствует снижению уровня выходного сигнала на 3 дБ. На более высоких частотах выходное сопротивление операционного усилителя с обратной связью будет увеличиваться, так как величина д уменьшается со скоростью 20 дБ на декаду. При этом оно приобретает индуктивный характер и на более высоких частотах становится равным величине выходного сопротивления усилителя без обратной связи. 6.4. ИНВЕРТИРУЮЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ Еще один способ включения обратной связи состоит в том, что Р-вход операционного усилителя, изображенного на рис. 6.9, заземляется, а входной сигнал подается на ту точку резистора R, которая заземлена. Такая схема изображена на рис. 6.13. Для качественного исследования пряжения составляет dU, = ApdUp (6.19) Рис. 6.13. Инвертирующий усилитель (A схемы положим, что входное напряжение мгновенно изменилось от нуля до U. При этом величина U станет равной и = \ Rn/(R + Rl)] Ug, так как в первый момент времени выходное напряжение еще равно нулю. Таким образом, напряжение - Up - (7, будет иметь отрицательную величину. Вследствие высокого коэффициента усиления А, выходное напряжение быстро установится равным некоторой отрицательной величине. Одновременно также станет уменьшаться величина C/jv- При этом выходное напряжение будет уменьшаться до тех пор, пока входное напряжение усилителя Uf не станет практически равным нулю. Чтобы вычислить установившуюся величину выходного напряжения, при которой [7jv X О, запишем для узла на JV-входе операционного усилителя первый закон Кирхгофа с учетом того, что в идеальном операционном усилителе входной ток равен нулю: UJR, + UJR X 0. Отсюда получим и,х - (RMUe. (6.21) Принцип действия отрицательной обратной связи в данной схеме можно сформулировать следующим образом: в пределах линейной области операционный усилитель обеспечивает такую величину выходного напряжения, что напряжение на его входе [7лг ~ О- Таким образом, iV-вход в данной схеме аналогичен точке нулевого потенциала, поэтому его называют также точкой виртуальной массы или суммирующей точкой. В отличие от схемы неинвер-тирующего усилителя коэффициент усиления синфазного сигнала здесь не играет никакой роли, а фаза выходного напряже- ния противоположна фазе входного напряжения. Для более точного определения коэффициента усиления по напряжению, охваченного обратной связью усилителя, определим величину C7jy, которая, строго говоря, не равна нулю: Us= - UJAo. Тогда Л = - (1 - k)iAo/{i + kAo)l (6.22) Если считать к = RJ {R, + Л,), а также предположить, что д = кА 1, получим А= - (1 - к)/к= -1. (6.23) Эта величина соответствует выражению (6.21). Отклонение от идеального соотношения, как и для схемы неинвертирующего усилителя, определяется коэффициентом петлевого усиления д = кА- Входное сопротивление схемы инвертирующего усилителя имеет существенно меньшую величину, чем собственное входное сопротивление операционного усилителя. Его можно определить, рассмотрев схему на рис. 6.13, при C/jy й 0. В результате получается выражение г, X R,. (6.24) При Ug = const обе схемы, представленные на рис. 6.9 и 6.13, в режиме малого сигнала идентичны, поэтому вычисление выходного сопротивления инвертирующего усилителя дает тот же результат, что и для схемы неинвертирующего усилителя.
ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку. Звоните! Ежедневно! (926)274-88-54 Продажа и изготовление мебели. Копирование контента сайта запрещено. Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы. |