Свойства операционного усилителя
На рисунке 4.1 дано схемное обозначение операционного усилителя. Входной каскад его выполняется в виде дифференциального усилителя, так что операционный усилитель имеет два входа: неинвертирующий U+ и инвертирующий U–.. В области низких частот выходное напряжение Uвых находится в той же фазе, что и разность входных напряжений Uд = U+ – U– где Uд – разностное входное напряжение или напряжение дифференциального сигнала.
Рисунок 4.1
Помимо схемного обозначения ОУ показанного на рисунке 4,1, в литературе можно встретить и другие обозначения ОУ (рисунок 4.2):
Рисунок 4.2
Чтобы обеспечить возможность работы операционного усилителя с
сигналами как с положительной, так и с отрицательной полярностями, следует
29
использовать двуполярное питающее напряжение. Для этого необходимо предусмотреть два источника постоянного напряжения, которые подключаются к соответствующим выводам от операционного усилителя. Как правило, стандартные операционные усилители в интегральном исполнении работают с напряжениями питания (плюс 15 – минус 15 В). Однако есть ОУ работающие совсем с низкими напряжениями питании и усилители с однополярным напряжением питания. На принципиальных схемах ОУ обычно изображают только их входные и выходные выводы.
В действительности идеальных операционных усилителей не существует. Для того чтобы можно было оценить, насколько тот или иной операционный усилитель близок к идеалу, приводятся технические характеристики усилителей. Рассмотрим некоторые из них более подробно.
|
|
|
Дифференциальный коэффициент усиленияКо,сущность которого ясна изформулы на рисунке 4.1, очень велик и может находится в пределах от 10000 до 1000000. Типичное значение 100000. По существу это коэффициент усиления операционного усилителя без обратной связи. На рисунке 4.3 показана типичная зависимость выходного напряжения от дифференциального входного напряжения реального усилителя – амплитудная характеристика ОУ.
Рисунок. 4.3
30
Видно, что зависимость Uвых = f (U+-U-) линейна только в диапазоне напряжений -Uвых max < Uвых <Uвых max . Этот диапазон напряжения называется областью усиления. В области насыщения с ростом U+- U-
соответствующего увеличения Uвых не происходит. Границы области усиления
Uвых max и минус Uвых max обычно отстоят приблизительно на 1-3 В от соответствующих значений положительного и отрицательного напряжений питания (хотя имеются ОУ с границами совпадающими с напряжением питания). При работе операционного усилителя с напряжением питания (плюс 15 – минус 15) В обычно область усиления по выходному напряжению составляет, примерно,(плюс 12 – минус 12) В.
|
|
|
Напряжение смещения нуля.Из соотношенияUвых=К0(U+-U-)следует,
что передаточная (амплитудная) характеристика идеального операционного усилителя должна проходить через нулевую точку.
Однако, для реальных операционных усилителей эта характеристика несколько смещена относительно начала координат влево (или вправо), как показано на рисунке 4.3. Чтобы получить выходное напряжение равным нулю, необходимо подать на вход операционного усилителя некоторое напряжение. Это напряжение называется напряжением смещения нуля Uсм. Оно составляет обычно несколько милливольт и во многих случаях может не приниматься во внимание. Когда же этой величиной пренебречь нельзя, она может быть сведена к нулю с помощью специальных методов.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 1150; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!