Лекція №16 Тема лекції: Опис і функціонування логічних схем і лінійних схем. Вступ до опису і функціонування операційного посилювача, що використовується як: інтегратор, диференціатор



Скачати 35.18 Kb.
Дата конвертації05.05.2017
Розмір35.18 Kb.
Тема 1.3. Інтегральні схеми.

Лекція №16

Тема лекції: Опис і функціонування логічних схем і лінійних схем. Вступ до опису і функціонування операційного посилювача, що використовується як: інтегратор, диференціатор.



План лекції

1. Загальні відомості про операційний підсилювач

2. Інтегратор

3. Диференціатор



Література

1. Кучумов А.И. Электроника и схемотехника – 2002. ст. 159-168.

2. Гершунский Б.С. Основы электроники – 1977. ст. 268-272.

3. Ю.П. Колонтаєвський „Промислова електроніка та мікросхемотехніка: теорія і практикум” – 2003. ст. 111-117, 122-123.

4. Опадчий Ю.Ф. Аналоговая и цифровая электроника – 2000. ст. 272-280, 306-315.

Зміст лекції

1. Загальні відомості про операційний підсилювач

Операційним підсилювачем називають підсилювач постійного струму, призначений для виконання різного роду операцій над аналоговими сигналами при роботі в схемах з негативним зворотним зв'язком.

Операційні підсилювачі володіють великим і стабільним коефіцієнтом посилення напруги, мають диференціальний вхід з високим вхідним опором і несиметричний вихід з низьким вихідним опором, малим дрейфом нуля. Тобто під операційним підсилювачем розуміють високоякісний універсальний підсилювач. Умовні позначення операційних підсилювачів приведені на рис.

Один з входів, позначений знаком «+», називають неінвертуючим (прямим), оскільки сигнал на виході і сигнал на цьому вході мають однакову полярність. Другий вхід, позначений знаком «–», (його також позначають знаком інверсії «o») називають інвертуючим, оскільки сигнал на виході по відношенню до сигналу на цьому вході має протилежну полярність. Крім трьох сигнальних контактів (двох вхідних і одного вихідного) операційний підсилювач містить додаткові контакти (звичайно число контактів складає 14 або 16).

Параметри операційного підсилювача характеризують його експлуатаційні можливості. Основними параметрами є:

Коефіцієнт посилення напруги без ЗЗ - показує, в скільки разів напруга на виході перевищує напругу сигналу, поданого на диференціальний вхід. Типове значення Кu=105-106;

Коефіцієнт ослаблення синфазного сигналу, що показує, в скільки разів диференціальний сигнал сильніше синфазного, визначається властивостями вхідного диференціального каскаду і складає 80-100 дБ;

Напруга зсуву нуля, що є постійною напругою певної полярності, яку необхідно подати на вхід за відсутності вхідного сигналу для того, щоб напруга на виході стала рівною нулю. Наявність відхилення вихідної напруги від нуля обумовлена, хоча і малим, але неминучим дисбалансом плечей диференціального каскаду. Практично Uсм=5-20 мВ;

Температурний дрейф напруги зсуву ТКUсм=ΔUсм/ΔТ, характеризує зміну напруги при зміні температури і складає 1-30 мкВ/ºС;

Вхідний опір для диференціального сигналу. Вимірюється з боку будь-якого входу в той час, коли інший вхід з’єднаний із загальним електродом. Величина лежить в межах сотень кОм – одиниць МОм;

Вхідний опір для синфазного сигналу. Вимірюється між з’єднаними разом входами операційного підсилювача і корпусом. Даний опір на декілька порядків більший ніж опір для диференціального сигналу;

Вихідний опір. Величина вихідного опору для операційного підсилювача складає десятки – сотні Ом.

До складу операційних підсилювачів входить декілька каскадів. Найпростіше схемне рішення має операційний підсилювач К140УД1, виготовлений на кремнієвій пластині розміром 1,1×1,1 мм і який містить 9 транзисторів. Дана схема забезпечує порівняно невисокий коефіцієнт посилення Кu=2000, дає ослаблення синфазного сигналу Косл.сф=60 дБ і має невисокий вхідний опір 4 кОм.

Промисловістю випускається велика різноманітність операційних підсилювачів, які розділяють на дві групи: загального і приватного використання. Операційні підсилювачі приватного вживання розділяють на швидкодійні (швидкість наростання вихідної напруги 50-70 В/мкс), прецизійні (володіють високим Кu=2000, високим Косл.сф=120 дБ, малим Uсм=1 мВ), мікропотужні (живляться від джерел ±3 В і ±6 В і споживають струм менший 1мА), мотужні (забезпечують вихідний струм до 1А) і високовольтні.



2. Інтегратор

Схема інтегратора, зображена на рис. 4.21. Вона створюється замі­ною в схемі інвертуючого підсилювача резистора зворотно­го зв'язку конденсатором С.



RC=τ — постійна часу. Реальному масштабу часу відповідає τ=1 с. При подачі на вхід постійної напруги, струм, що заряджає конденса­тор, має постійну величину (не залежить від ступеня заряду кон­денсатора) і конденсатор заряджається рівномірно, а вихідна напруга зростає лінійно. Тому інтегратор ча­сто застосовують як основу гене­раторів лінійних напруг.

3. Диференціатор

Схема ідеального диференціатора являє собою конденсатор, включений на вхід операційного підсилювача, в ланцюг зворотного зв'язку якого включений резистор. Від схеми інтегратора вона відрізняється заміною місцями резистора і конденса­тора. Постійну часу τ необхідно вибирати так, щоб у процесі диференцію­вання дотримувалась нерівність Uвих

Ідеальний диференціатор здатний посилювати паразитні високочастотні перешкоди вхідного сигналу. На практиці застосовуються схеми диференціаторів, що реалізують операцію диференціювання наближено.



База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка