Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
книги / Электронные цепи непрерывного и импульсного действия..pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
20.11.2023
Размер:
22.3 Mб
Скачать
(8.2)
RI+R2
*1

= liR 1, h — UBUX = / 1 (Я1 + R2). Отсюда коэффици­ ент усиления усилителя равен

и.

Ку и .

В неинвертирующем усилителе выходное напряжение совпадает по фазе с входным и коэффициент усиления определяется только параметрами цепи обратной связи.

8.5. ПОВТОРИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

Схемы, приведенные на рис. 8.2, г и 8,2, д называются повторителями напряжения. В схеме рис. 8.2, г использо­ ван неинвертирующий усилитель, в котором введена сто­ процентная отрицательная обратная связь. Как нетрудно определить из выражения (8.2), приняв /?1 = оо и R2 = О,

коэффициент усиления схемы Кп = ..вых = 1.

Uвх

Эта схема еще иногда называется усилителем с единич­ ным положительным коэффициентом усиления, т. к. вы­ ходное напряжение совпадает с входным по величине и фа­ зе. В схеме на рис. 8.2, д использован инвертирующий уси­ литель, в котором резисторы RI и R2 выбраны равными, т. е. R \ = R2 = R . Тогда в соответствии с выражением

(3.1) коэффициент усиления схемы Кп = -ту—= —1. Вы-

и вх

ходное и входное напряжения схемы равны по величине, но противоположны по фазе. Поэтому схема на рис. 8.6 еще называется усилителем с единичным отрицательным коэф­ фициентом усиления.

8.6. КОРРЕКЦИЯ ХАРАКТЕРИСТИК И ПАРАМЕТРОВ ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ

При использовании ОУ возникает необходимость защи­ ты входных vc выходных его цепей от перегрузок, а также защиты цепей питания. Кроме того, практическое исполь­ зование ОУ иногда требует уменьшения тех или иных по­ грешностей, либо улучшения тех или иных его параметров.

8.6.1. Защита цепей питания

Защита от инверсии полярности напряжения питания осуществляется включением диодов в цепь питания ОУ (рис. 8.3, а). Защита ОУ от длительных переходный

процессов при включении напряжения питания осуществля­ ется с помощью полевых транзисторов и кремниевых ста­ билитронов (рис. 8.3, б). Стабилитроны VD1 и VD2 выби­ раются таким образом, чтобы их напряжение стабилиза­

ции и Ст было больше номинального

напряжения

Uu.ном

питания ОУ, но меньше допустимого

Un.доп Для ОУ. Тогда

диоды VD 1 и VD2 выключены до тех пор, пока Еп <

(/п.ном

и стабилизируют напряжение питания на уровне t/CTесли Еп > (/п.допТок насыщения стока транзисторов VT1 и VT2 должен быть больше номинального тока / п.НОм Цепи пита­ ния ОУ. Если ток цепи питания возрастает, то транзисторы переходят в режим насыщения и стабилизируют ток пита­ ния ОУ Емкости С1 и С2 защищают ОУ от скачков напря­ жения в цепи питания.

8.6.2. Защита входных цепей

4 Защита входных цепей ОУ от перегрузок осуществляет­ ся при помощи диодных ограничителей на кремниевых дио­ дах VD\, VD2 (рис. 8.4, а и 8.4, б). Когда входное напря-

Рис. 8.4. Схема защиты входных и выходных це­ пей ОУ от перегрузок

жение невелико, то диоды не препятствуют прохождению сигнала на вход ОУ. При превышении входным сигналом допустимого уровня открывается один из диодов и ограни­ чивает входное напряжение. В схеме рис. 8.4, а уровень ограничения определяется прямой ветвью вольтамперной ха­ рактеристики диода и регулироваться не может. В схеме рис. 8.4, а уровень ограничения определяется величиной на­ пряжения смещения U и может изменяться при изменении U.

8.6.3. Защита выходных цепей

При работе ОУ на индуктивную нагрузку или при под­ ключении его к источнику высокого напряжения может воз­ никнуть перенапряжение в выходной цепи ОУ, что приве­ дет к выходу схемы из строя. Защита выходной цепи ОУ лег­ ко может быть осуществлена при помощи симметричного стабилитрона (рис. 8.4, в).

8.6.4. Компенсация входного тока сдвига

Для уменьшения погрешности выходного напряжения от токов смещения ОУ в инвертирующем и неинвертирую­ щем усилителях, ко входным зажимам усилителей необхо­ димо подключить компенсирующий резистор RH так, как

показано на

рис. 8.5, а для инвертирующего усилителя и

на рис. 8.5,

б для

неинвертирующего

усилителя.

 

R2

R2

R

Рис. 8.5. Схема компенсации входного тока сдвига операционного усилителя

При этом в цепи неинвертирующего усилителя протека­ ет некоторый ток смещения /см+, который частично компен­ сирует ток смещения в цепи инвертирующего входа / см— Если подобрать резистор ttKтак, чтобы обеспечить / см+ = = /см- , то входной ток сдвига / вх.сдв ОУ будет равен нулю и погрешность и вых от токов смещения будет также равна нулю.

Для обеих схем величина сопротивления компенсирую-

щего

резистора определяется как RK =

Я1(Я2 + *ВЫХ

— *

так как при входном напряжении UBX равном нулю ток сме­

щения

/см_ протекает через параллельное

соединение ре­

зисторов /?1 и (R2 + /?вых), где Двых — выходное сопротив­ ление ОУ.

В повторителях напряжения на ОУ, выполненных по инвертирующей схеме, компенсация входного тока сдвига осуществляется также, как и в схеме 8.5, а. Если повтори­

тель напряжения выполнен по неинвертирующей

схеме,

то компенсация входного тока сдвига выполняется при

по­

мощи резистора R , включаемого в цепи отрицательной

об­

ратной связи (рис 8.5, в). Величина сопротивления

резис­

тора R определяется из выражения R = R„ R Bых,

где

R„ — внутреннее сопротивление источника входного

сиг­

нала.

 

8.6.5. Компенсация входного напряжения сдвига

Как известно, входное напряжение сдвига может быть вызвано различными причинами: собственными помехами ОУ, температурным дрейфом и т. п. Наиболее просто ком­ пенсация Uвх.сдв может быть осуществлена при помощи под­ строечных потенциометров, как показано на рис. 8.6, а и

Рис, 8,6. Схема компенсации входного напряжения сдвига операцион­ ного усилителя