Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 [78] 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169


Рис. 10.22. Логарифмирующая схеМа


Рис. 10.23. Антилогарифмирую-щая схема

достаточно точным при и9> (3-4) Ut.

Логарифмируя это равенство, получаем

uaUrlniig/Is). (10.36)

На рис. 10.22 показана логарифмирующая схема, в которой используется эмиттерный диод. Ток через сопротивление R, являющийся также и током через диод, id - UexIR.

Напряжение на выходе

Uebix=-ua-UTlniuexfRIs). (10.37)

Суммируя выходные напряжения нескольких логарифмических усилителей, можно получить сумму логарифмов от нескольких напряжений, равную логарифму произведения этих напряжений. Обратную операцию - нахождение произведения по логарифму - можно осуществить с помощью антилогарифмирующей схемы (рис. 10.23).

Напряжение на диоде равно входному напряжению. Ток через диод определяется равенством (10.35), откуда напряжение на выходе схемы

ивых== -ieR -RIs ехр (uexlUr).

(10.38)

Применение логарифмирующих схем позволяет осуществить простые аналоговые умножители и делители.

10.9. ПАРАМЕТРЫ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

Операционный усилитель, как и всякий усилитель, характеризуется максимальной частотой, соответствующей определенному уровню усиления. Чаще всего операционный усилитель характеризуют частотой, при которой модуль коэффициента усиления по напряжению равен единице (О дБ). Эту частоту называют частотой единичного усиления fi.

Частотные свойства операционного усилителя характеризуют также максимальной скоростью нарастания выходного напряжения, равной максимальной скорости изменения напряжения на выходе (В/мкс) при приложении ко входу максимального ступёнча-




J- а) д)

Рнс, 10.24. Симметричные схемы включения

ТОГО напряжения, при котором установившееся напряжение на выходе близко к максимально допустимому.

Входной ток смещения. Обычно каждый входной зажим операционного усилителя соединяется через резисторы или непосредственно с общим приводом - землей, причем даже при отсутствии сигнала на входных зажимах усилителя протекают входные токи /вж1 и 1вх2, обычно несколько различающиеся. Поэтому входной ток характеризуют средним значением

/ex=(U + /ex2)/2.

(10.39)

Даже равные входные токи Igxi и /вх2 могут создать на входных зажимах разность напряжений, если они протекают через неравные сопротивления. Эта разность, будучи усиленной, создает на выходе напряжение в отсутствие сигнала на входе.

Для устранения разбалансировки схемы включения симметрируют, как это показано на рис. 10.24, а для схемы инвертирующего каскада, и на рис. 10.24,6 для схемы повторителя.

Разность входных токов. Даже при симметричной, схеме входных зажимов операционного усилителя неодинаковость входных токов в отсутствие сигнала создает на входе разностное напряжение, усиливаемое усилителем. Разностью входных токов называют ток, который нужно подать к одному из входных зажимов, чтобы напряжение на выходе привести к нулю. Разность входных токов обозначают Alex- Обычно она не превышает нескольких микроампер, а чаще всего - долей микроампера.

Входное напряжение смещения. Вследствие неидеальности усилителя даже при одинаковых сопротивлениях, подключенных к входным цепям, и в отсутствие напряжения на входе на выходе усилителя появляется напряжение, отличное от нуля. Входным напряжением смещения Ucm называют напряжение, которое следует подать на входные зажимы усилителя, чтобы привести выходное напряжение к нулю. С помощью цепей балансировки обычно осуществляется подача входного напряжения смещения на один из входных зажимов усилителя. На рис. 10.15 штриховой линией показана схема балансировки усилителя [хА741, осуществляемая без подачи входного напряжения смещения.



Температурный дрейф. Параметры операционных усилителей изменяются при изменении температуры окружающей среды. Обычно их задают для нормальной температуры +25°С, а также для максимальной и минимальной температур, допустимых для работы интегральной микросхемы.

На каждый из параметров усилителя может быть задан сред-нетемпературный дрейф. Наиболее важным параметром является температурный дрейф нуля, относимый ко входу схемы АИм, равный изменению напряжения смещения на 1 °С (AUcm обычно . измеряется в мкВ/°С).

Как указывалось ранее, обычный транзистор имеет температурное смещение входной характеристики около 2,5 мВ/°С. Благодаря применению дифференциальных каскадов на входе операционных усилителей &Ucm уменьшается до Д[/сж = 60 мкВ/°С, а в лучших операционных усилителях до А1сж~1 мкВ/°С.

В табл. 10.1 приведены параметры некоторых операционных усилителей.

Таблица 10.1

Параметр

К140УД1В

К140УД5Б

КИ0УД7

1).А741

UcM, мВ

±17

±5

±4

±1

AUcj,, мкВ/°С

±60

±10

±4

±1-5

/вх, мкА

&,4

0,2-0.5

д/вх, мкА

±2,5

±1,5

±0,05

±0,03-0,2

АД/вх, нА/°С

±20

±10

К, не менее

8000

17 000

50 ООО

50 000

Коссф, дБ, не менее

t/, В, не менее

11,5

и~ В, не менее

-5,7

-4,0

11,5

Veux, В/мкс

Rex, кОм, не менее

Rh, кОм, не менее

5,05

Примечание. А/. - разность входных токов; ДД/д. - приращение разности входных токов на 1С; уых - максимальная скорость нарастания выходного напряжения при воздействии на входе импульса максимального напряжения прямоугольйой формы.

10.10. ЧАСТОТНАЯ КОРРЕКЦИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

Операционный усилитель, охваченный отрицательной обратной связью, имеет коэффициент усиления

/С = /С/(1-р/С)-1/р. (10.40)

Для области нижних и средних частот f,K<0 и обратная связь отрицательна. При возрастании частот модуль р/С уменьшается.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 [78] 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169



0.0154