MDK_03_01_Operatsionnye_usiliteli

Содержание

Слайд 2

Разные операционные усилители в различных корпусах, в том числе несколько в одном

Разные операционные усилители в различных корпусах, в том числе несколько в одном
корпусе:

Операционный усилитель (ОУ, OpAmp) — усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и, как правило, единственным выходом, имеющий высокий коэффициент усиления. ОУ почти всегда используются в схемах с глубокой отрицательной обратной связью, которая, благодаря высокому коэффициенту усиления ОУ, полностью определяет коэффициент передачи полученной схемы.

Слайд 3

Ламповый операционный усилитель K2-W.

ОУ 741 в корпусе TO-5

Ламповый операционный усилитель K2-W. ОУ 741 в корпусе TO-5

Слайд 4

ОБОЗНАЧЕНИЯ

Обозначение операционного усилителя на схемах

На рисунке показано схематичное изображение операционного усилителя. Выводы

ОБОЗНАЧЕНИЯ Обозначение операционного усилителя на схемах На рисунке показано схематичное изображение операционного
имеют следующее значение:
V+: неинвертирующий вход
V−: инвертирующий вход
Vout: выход
VS+: плюс источника питания (также может обозначаться как VDD, VCC, или VCC + )
VS−: минус источника питания (также может обозначаться как VSS, VEE, или VCC − )

Питание

В общем случае ОУ использует двуполярное питание, то есть источник питания имеет три вывода с потенциалами:
U+ (к нему подключается VS+)
0
U- (к нему подключается VS-)

Слайд 5

Простейшее включение ОУ

(1)
здесь
- Vout: напряжение на выходе
- V+: напряжение на неинвертирующем входе
-

Простейшее включение ОУ (1) здесь - Vout: напряжение на выходе - V+:
V−: напряжение на инвертирующем входе
- Gopenloop: коэффициент усиления с разомкнутой петлёй обратной связи

Идеальный операционный усилитель

Идеальный ОУ описывается формулой (1) и обладает следующими характеристиками:
1. Бесконечно большой коэффициент усиления с разомкнутой петлей обратной связи Gopenloop.
2. Бесконечно большое входное сопротивление входов V- и V+. Другими словами, ток, протекающий через эти входы, равен нулю.
3. Нулевое выходное сопротивление выхода ОУ.
4. Способность выставить на выходе любое значение напряжения.
5. Бесконечно большая скорость нарастания напряжения на выходе ОУ.
6. Полоса пропускания: от постоянного тока до бесконечности.

Слайд 6

Идеальный ОУ, охваченный отрицательной обратной связью, поддерживает одинаковое напряжение на своих входах.

Идеальный ОУ, охваченный отрицательной обратной связью, поддерживает одинаковое напряжение на своих входах.
Другими словами, при указанных условиях всегда выполняется равенство:
(2)

Идеальный операционный усилитель

Простейший неинвертирующий усилитель на ОУ

Обозначение операционного усилителя на схемах, неинвертирующая схема включения

Слайд 7

ОТЛИЧИЯ РЕАЛЬНЫХ ОУ ОТ ИДЕАЛЬНОГО

Параметры ОУ, характеризующие его неидеальность, можно разбить на

ОТЛИЧИЯ РЕАЛЬНЫХ ОУ ОТ ИДЕАЛЬНОГО Параметры ОУ, характеризующие его неидеальность, можно разбить
группы:

Параметры по постоянному току
Ограниченное усиление: коэффициент Gopenloop не бесконечен (типичное значение 105 ÷ 106 на постоянном токе).
Ненулевой входной ток (или, что почти то же самое, ограниченное входное сопротивление): типичные значения входного тока составляют 10-9÷ 10-12 А.
- Ненулевое выходное сопротивление.

- Ненулевое напряжение смещения. Типичные значения Uсм составляют 10-3÷10-6 В.
- Ненулевое усиление синфазного сигнала. Типичные значения: 104 ÷ 106.

Слайд 8

Параметры по переменному току
- Ограниченная полоса пропускания.
- Ненулевая входная ёмкость.
-

Параметры по переменному току - Ограниченная полоса пропускания. - Ненулевая входная ёмкость.
Ненулевая задержка сигнала.
- Ненулевое время восстановления после насыщения.

ОТЛИЧИЯ РЕАЛЬНЫХ ОУ ОТ ИДЕАЛЬНОГО

Передаточная (амплитудная) характеристика – зависимость вида Uвых = f(Uдиф), где f – некоторая функция (зависимость выходного напряжения от входного).

Слайд 9

НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭФФЕКТЫ

Насыщение — ограничение диапазона возможных значений выходного напряжения. Обычно выходное напряжение

НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭФФЕКТЫ Насыщение — ограничение диапазона возможных значений выходного напряжения. Обычно выходное
не может выйти за пределы напряжения питания. Насыщение имеет место в случае, когда выходное напряжение «должно быть» больше максимального или меньше минимального выходного напряжения. ОУ не может выйти за пределы, и выступающие части выходного сигнала «срезаются» (то есть ограничиваются).
В моменты насыщения усилитель не действует в соответствии с формулой, что вызывает отказ в работе ООС и появлению разности напряжений на его входах, что обычно является признаком неисправности схемы (и это легко обнаруживаемый наладчиком признак проблем). Исключение - работа ОУ в режиме компаратора.

Слайд 10

Искажение входного П-образного сигнала при ограниченной скорости нарастания выходного сигнала ОУ.
Ограниченная скорость

Искажение входного П-образного сигнала при ограниченной скорости нарастания выходного сигнала ОУ. Ограниченная
нарастания. Выходное напряжение ОУ не может измениться мгновенно. Скорость изменения выходного напряжения измеряется в вольтах за микросекунду, типичные значения 1÷100 В/мкс. Параметр обусловлен временем, необходимым для перезаряда внутренних ёмкостей.

НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭФФЕКТЫ

Слайд 11

Ограниченное выходное напряжение.

ОГРАНИЧЕНИЯ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

Ограниченный выходной ток.

Мощные ОУ, такие

Ограниченное выходное напряжение. ОГРАНИЧЕНИЯ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ Ограниченный выходной ток. Мощные ОУ,
как К157УД1, могут иметь крепление для радиатора.

Ограниченная выходная мощность.

По типу элементной базы
На полевых транзисторах
На биполярных транзисторах
На электронных лампах (устарели)

Слайд 12

По области применения
Индустриальный стандарт.
Прецизионные
С малым входным током (электрометрические) ОУ.
Микромощные

По области применения Индустриальный стандарт. Прецизионные С малым входным током (электрометрические) ОУ.
и программируемые
Мощные
Низковольтные ОУ
Высоковольтные ОУ
Быстродействующие ОУ
Малошумящие ОУ.
Звуковые ОУ.
Специализированные ОУ.
Возможны также комбинации данных категорий, например, прецизионный быстродействующий ОУ.

КЛАССИФИКАЦИЯ ОУ

Имя файла: MDK_03_01_Operatsionnye_usiliteli.pptx
Количество просмотров: 24
Количество скачиваний: 0