ПІДСИЛЮВАЧі ПОСТІЙНОГО СТРУМУ
ОП другого покоління будуються по двохкаскадній схемі. Це стало можливим із зростанням рівня інтегральної технології. При цьому, перший каскад забезпечує і високий вхідний опір і великий коефіцієнт підсилення напруги. Другий каскад є підсилювачем потужності. Свою назву ці підсилювачі одержали у зв'язку з тим, що спочатку вони використовувались для моделювання математичних операцій (додавання, віднімання, диференціювання, інтегрування та ін.) в анало-го-вих обчислювальних машинах (AOM). 3 розвитком інтегральноїтехніки область використання ОП значно розширилась. Нині вони використовуються в основному як високоякісні підсилювачі напруги при побудові будь-яких електронних пристроїв. A AOM тим часом були витіснені цифровими обчислювальними машинами. Поширеному застосуванню ОП сприяють їхні високі параметри. Це великий коефіцієнт підсилення за напругою, що становить Ки - (104-106); високий вхідний опір по кожному з входів - R > 400 кОм; низький вихідний опір Rmac< 100 Ом; досить широкий частотний діапазон - від нуля до одиниць мегагерц. За ними ОП для багатьох застосувань наближаються до ідеального підсилювача, який має: 1) K,r>~; 2) два симетричних виходи з Rex^°°; 3) R ^0; ' еш ' 4) безкінечний діапазон частот підсилюваного сигналу. При цьому зазначимо, що як лінійні підсилювачі у десятки тисяч разів реальні ОП не застосовують, бо їх коефіцієнт підсилення (як і інші параметри) - величина вкрай нестабільна (наприклад, під дією температури).
Умовне позначення ОП наведене на рис. 4.7,a (на рис. 4.7,6,B надано умовні позначення, прийняті в деяких зарубіжних країнах). DA Вхід, на який подано f/називається інвертуючим, a UH - неінвертуючим. Якщо сигнал подати на неінвертуючий вхід, то зміни вихідного сигналу співпадають за знаком(фазою) із змінами вхідного. Якщо сигнал подати на інвертуючий вхід, то зміни вихідного сигналу матимуть протилежний знак (фазу) щодо до змін вхідного. Інвертуючий вхід використовують для охоплення ОП зовнішніми B33, а неінвертуючий - ДЗЗ. Коротко розглянемо деякі характерні принципові схеми ОП. ОП типу 153УД1 фис. 4.8) має трикаскадну структуру.
Перший диференцій-ний каскад побудований | на транзисторах VT1, VT2 з джерелом струму на транзисторі VT3. Другий - на складених транзисторах VT5, VT6 \ VT8, VT9 (для забезпечення великого коефіцієнта підсилення напруги). Вихідний двотактний каскад утворюють VT14 і VT15. Інші елементи забезпечують стабільне живлення першого каскаду і узгодження другого з вихідним (зверніть увагу: без кола на схемах позначають транзистори, що не мають власного корпусу - безкорпусні). Типовим представни 4. ПІДСИЛЮВАЧі ПОСТІЙНОГО СТРУМУ
вхідний диференційний каскад на VTl-VT4 \ VT6-VT8 з так званим I ПЯІ ПЯ2 МЯЗ ПЯ5 Мяв ПЯ7 I I f_* 140УД8(рис.4.10)єте, що, для забезпечення підвищеної величини вхідного опору, в якості вхідних транзисторів VT2 і VT5 використано польові транзистори. Слід зазначити, що печити конкретні специфічні потреби розробників електронних пристроїв. На рис. 4.11 наведена типова схема вмикання ОП типу 140УД7.
Диференційний вхідний сигнал С^подаєть-ся між виводами 2 (інвертуючий вхід) і 3 (не-інвертуючийвхід). U.-синфазний сигнал. Навантаження підмика-ється до виводу 6. Живлення забезпечується двополярним джерелом напруги Ep E,, що під-микається між виводами 7, 4 і нульовою точкою джерел живлення. Нульовий вихідний сигнал при нульових сигналах на входах забезпечується резистором R|, підімкненим до входів балансування (корекції нуля) 1 і 5. Це дозволяє виключити вплив несиметрії схеми ОП, яка виникає за рахунок неідеальної подібності його елементів. Конденсатор C, забезпечує корекцію частотної характеристики. Схеми вмикання ОП і параметри коригуючих ланцюгів наводяться у довідкових матеріалах. Найважливішими характеристиками ОП є вихідні амплітудні (передатні) характеристики - U^=f(U^), зображені на рис. 4.12. Знімають ці xa-рактеристики, пода-ючи сигнал на один з входів і з'єднуючи інший з нульовою точкою.
Кожна вихідна характеристика має горизонтальні та скісну ділянки. Горизонтальні ділянки відповідають режиму повністю відкритого чи закритого транзистора вихідного каскаду (режи- Рис. 4.12 - Передатні характеристики ОП мам насичення). При зміні напруги вхідного сигналу на цих ділянках вихідна напруга підсилювача залишається незмінною і визначається напругами C/+eurma6o U~mxm, близькими до напруги джерел живлення £, та Еґ
Коефіцієнт підсилення визначається по скісних ділянках (4.8) АС/, Великі його значення дозволяють за умов охоплення ОП глибоким B33 одержати схеми з властивостями, що залежать лише від
1 1 А
4. ПІДСИЛЮВАЧі ПОСТІЙНОГО СТРУМУ
параметрівланцюгаВЗЗбо,яквиходитьзформули(3.34), при К~>°° К33^>\/% - залежить лише від параметрів ланцюга B33 (і, на перший погляд, фактично не залежить власне від підсилювача!) Стан, за якого U = 0 при U - 0, називається балансом ОП. Однак ' вих " вх ' для реальних ОП умови балансу не виконуються (є розбаланс). Напруга і/,ц 0, за якої Ueux= 0, має назву вхідної напруги зміщення нуля. Вона визначає напругу, яку необхідно подати на вхід підсилювача для створення балансу. Передатні характеристики ОП за наявності розбалансу наведені на рис. 4.13. +Ueug І (4.9)
-и3„
+AU,, -AUei -£г Рис. 4.13 - Передатні характеристики ОП за наявності розбалансу При необхідності захисту від перенапруг між входами ОП вмикають зустрічно-паралельно два діоди або стабілітрони. Вихідними параметрами ОП є вихідний опір, максимальна вихідна напруга та струм.
Частотні характеристики ОП визначають з його АЧХ, зображеної на рис. 4.14. Вона має спаданий характер в області високих частот, починаючи від частоти зрізу/^р.
fBr - верхня грань частотного діапазону. За цієї частоти:
К,,=' Діапазон частот (0 -fBI) має назву смуги частот ОП. Широке практичне використання ОП в аналогових схемах зумовлене, головним чином, застосуванням у їх схемах різного роду зовнішніх B33, чому сприяє велике значення коефіцієнта підсилення Киол, високий вхідний та малий вихідний опори. Висока якість параметрів сучасних ОП дозволяє, зокрема, без внесення помітної похибки при розрахунку схем на ОП, приймати КиогГ**>, КюОП^>°°, R,^ori^0> a значить вважати ОП за ідеальний! Розглянемо деякі приклади електронних пристроїв на ОП. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|