- •непрерьгоного и импульсного действия
- •Малахов В. П.
- •УСИЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
- •1.4.1. Входные и выходные данные
- •1.4.3. Коэффициент полезного действия
- •1.4.4. Частотная и фазовая характеристики
- •1.4.8. Нелинейные искажения
- •1.4.9. Амплитудная характеристика
- •1.4.10. Режимы работы усилительных элементов
- •ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ В УСИЛИТЕЛЯХ
- •2.2.1. Коэффициент усиления
- •2.2.2. Частотные искажения
- •2.2.3. Нелинейные искажения и помехи
- •2.2.4. Входное сопротивление
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ УСИЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
- •3.1.1. Питание цепей коллекторов биполярных транзисторов
- •8.1.2. Цепи смещения в каскадах на биполярных транзисторах
- •3.1.4. Питание цепей стоков полевых транзисторов
- •3.1.5. Цепи смещения и стабилизации режима работы в усилительных каскадах на полевых транзисторах
- •3.2.1. Каскады с непосредственной связью
- •УСИЛИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ С РЕЗИСТИВНО-ЕМКОСТНОЙ СВЯЗЬЮ
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ
- •5.2.1. Однотактный трансформаторный каскад
- •5.2.2. Бестрансформаторный однотактный каскад
- •5.3.3. Бестрансформаторные двухтактные каскады
- •УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
- •ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ
- •8.6.1. Защита цепей питания
- •8.6.2. Защита входных цепей
- •8.6.3. Защита выходных цепей
- •8.6.4. Компенсация входного тока сдвига
- •8.6.5. Компенсация входного напряжения сдвига
- •8.6.6. Ослабление влияния синфазного сигнала
- •8.6.7. Увеличение входного сопротивления
- •8.6.8. Увеличение выходной мощности
- •8.6.9. Коррекция частотной характеристики
- •9.4.1. Общие сведения
- •ИДЕАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ
- •ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩИЕ И ИНТЕГРИРУЮЩИЕ ЦЕПИ
- •ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ И ОГРАНИЧИТЕЛИ
- •14.3.1. Насыщенный ключ
- •14.3.2. Ненасыщенный ключ
- •14.4.1. Основные определения
- •14.4.2. Применение ограничителей
- •Глава 17 МУЛЬТИВИБРАТОРЫ
- •БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОРЫ
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •21.1.1. Классификация триггеров
- •21.1.2. Асинхронный Я&триггер
- •21.1.3. Синхронизируемый RS -триггер
- •21.1.4. Т-триггер
- •21.1.5. Д-триггер
- •21.2.3. Ждущий мультивибратор
- •ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА НА ТИРИСТОРАХ
= 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