Open Library - открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Категории

Электроника Сумматоры. Интеграторы. Дифференциаторы. Активные фильтры. Генераторы.
просмотров - 439

Лекция № 10.

Смещение реальной характеристики.

Параметры ОУ

Одна из главных характеристик: амплитудная (передаточная) характеристика.

Зависимость Uвых от Uвх:

Рис.9.3

Сигнал подаем на инвертирующий вход. Рабочая область линœейна и имеет очень большой наклон.

Примечание: ОУ не может работать без ОС!

Условие – при Uвых=0 и Uвх=0 не выполняется.

Причина разбаланса: разброс параметров элементов дифференциального усилителя и зависимость этих параметров от температуры.

Для балансировки бывают включены дополнительные внешние элементы (калибровочные).

Упрощенная эквивалентная схема:

 

Рис.9.4

В идеале Rвх= .

В реальных схемах имеется конечное значение сопротивления между входами, ᴛ.ᴇ. Rдиф (пр. 500кОм).

На входе большое сопротивление синфазного сигнала, на входе текут не нулевые токи, а конечные значения токов; токи смещения являются режимными токами. Iсм – параметр определяющий точность.

На выходе–Rвых ненулевое, имеет большое значение, Rвых =~200, 150 Ом, его можно уменьшить (пр., с помощью ОС).

Суммарная ошибка ОУ

Uош=Ucm 0 + αt ΔT+ (ICM+RCM- ICM-RCM);

αt= ;

Uсм0 зависит от температуры;

ΔΔIсм разность входных токов от температуры(дрейф);

ΔIсм- разность входных токов по температуре.

Усилительные параметры - Кнд, КООС, Кнсф;

Входные параметры – Rвхд, Rвхсф, Uвх сф доп, Uвх д доп,Uсм о, Iсм, Δ Iсм , ΔΔ Iсм;

Выходные параметры – Rвых, Uвых мах, Iвых доп.

Типы ОУ:

- ОУ общего применения;

- ОУ быстродействующие;

- ОУ прецизионные(точные).

Временные и высокочастотные параметры ОУ. Динамические параметры.

Кu
fф
f1
f

Рис.9.5

Vвых ( )- скорость изменения выходного напряжения.

tуст- время, за ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ заканчивается переходной процесс установления ОУ.

Параметр ОУ общего применения 140 УД6 ОУ 1544Д4А быстродействующие ОУ 140УД17 прецизионные
Кнд, не менее, дб
Кнд, не более, дб
Uсм0, мВ 0,075
Iсм0, мкА 0,3 1,2 0,004
ΔIсм0, мкА 0,1 0,3 0,0038
Rвх диф, МОм
Uвых max, мВ
Uсм, мкВ\град
f1, МГц 0,4
Vн вых, В\мкс 2,5 0,1
Iпотр, мА 2,8

Функциональные узлы на ОУ:

Масштабирующий усилитель – инвертирующий и неинвертирующий.

Без ОС непосредственно они не применяются вследствие того, что:

1) без ОС линœейный участок очень ограничен.

Рис.10.1

2) Коэффициент усиления ОУ меняется (имеет сильный разброс) сильно зависит от температуры и режима.

Инвертирующий усилитель:

Рис.10.2

Параллельная ООС по напряжению.

Фаза выходного сигнала отличается от фазы входного сигнала на 180°

Rвх>>R1, (Rвх= );

Rвх>>R1, (Rвых=0);

U0 0;

U*=0;

iвх=-ioc=i;

Uвх=i*R1;

Uвых=i*R2;

= ;

К-нос= - говорит о том, что фазы входных и выходных сигналов отличаются на 180°;

Кнос не зависит от параметров усилителя;

Кнос= ;

Кнос=

- коэффициент ООС.

Неинвертирующий усилитель:

 

Рис.10.3

Rвх=

Rвых=0

Uвыхн(Uвых–Uос)

Uос= * Uвых

=

К+нос=

Кнос=1+

Rвхос=Rвх( )

Rвых=

Максимальное сопротивление резистора ограничено тем, что схема несимметрична, погрешностями, возникающими на сопротивлении.

I+см*Rсм= I-см*Rсм ;

Минимальное сопротивление ограничено нагрузочной способностью.

На базе инвертирующего усилителя построим сумматор – вычислительное устройство, выходное напряжение которого пропорционально сумме входных напряжений.

ЦАП построен на базе сумматоров.

АЦП построен на базе ЦАП.

Рис.10.4

Uвых= - (Uвх1 + Uвх2 +…+ Uвхn )

Интегратор на ОУ:

Рис.10.5

Rвх= ;

Rвых=0;

Kн=- ;

Kн(s)= ;

где сR – постоянная времени;

Uвых(t)= .

Интегратор на ОУ практически идеальный (за счет емкости).

Неидеальный интегратор:

Рис.10.6
Рис.10.7

Для идеального интегратора:

 
Uвых
Рис.10.8