Условное обозначение и схема включения ОУ по постоянному току
Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Условное обозначение и схема включения ОУ по постоянному току





ГЛАВА 9

Операционные усилители

Операционные усилители - это УПТ с дифференциальным входом и общим несимметричным выходом, которые имеют большой коэффициент усиления и обычно используются с различными обратными связями. Название этих усилителей связано с тем, что первоначально предполагалось их применять для выполнения различных математических операций над аналоговыми сигналами таких как . Однако после того, как такие усилители были изготовлены в виде интегральных схем они оказались чрезвычайно дешевыми и применяются для выполнения любых операций где требуется усиление электрического сигнала. Это наиболее распространенная аналоговая интегральная схема.

Условное обозначение и схема включения ОУ по постоянному току

В учебной и научной литературе ОУ обозначают треугольником с пятью, как минимум, выводами.

Выводы ОУ имеют следующие названия:

Он имеет два входа:

1 – инвертирующий вход (обозначен знаком «-» или «о»), Uвх - напряжение на инвертирующем входе. Сигнал на этом входе и выходе находятся в противофазе.

2 - неинвертирующий вход (обозначен знаком «+»), U+вх - напряжение на неинвертирующем входе. Сигнал на этом входе и выходе находятся в одной фазе.

Выводы 3, 4, обозначенные , предназначены для подключения питающего напряжения. Обычно ОУ требует двуполярного напряжения питания.

5 – выход, к нему подключается сопротивление нагрузки.

Основное уравнение ОУ, которое показывает связь между входными и выходным напряжениями записывается так

Uвыхоу(U+вх–Uвх),

где Коу–коэффициент усиления ОУ.

В технической литературе ОУ обозначается в виде прямоугольника. При этом назначение выводов следующее:



1, 2 – входы ОУ.

3, 4 – для подключения питающего напряжения.

5 – вывод соединен с корпусом ОУ, его обозначается как заземление.

6 – выход ОУ.

7, 8 - выводы для подключения элементов частотной коррекции. Обычно ОУ имеет большой коэффициент усиления и работает в схемах с отрицательной обратной связью, а поэтому возможно его самовозбуждение. Для устранения самовозбуждения между выводами 7, 8 подключают корректирующий конденсатор Ск, который так корректирует ЧХ коэффициента усиления, что при введении отрицательной обратной связи схема на ОУ не возбудится, т.е. не превратится в генератор. Конкретные значение емкости Ск указывают в справочниках для ОУ.

Многие ОУ не имеют внешнего конденсатора, он встроен в схему ОУ, такие ОУ называют с внутренней коррекцией.

9, 10 – предназначены для подключения элементов балансировки ОУ. ОУ считается сбалансированным, если Uвых =0, когда U+вх=Uвх=0, , однако это не всегда выполняется из-за технологического разброса параметров элементов схемы ОУ. Для устранения разбаланса, между выводами 9, 10, 4, включают переменный резистор Rбал с помощью которого и достигается условие балансировки.

11 – общая точка схемы ОУ.

Структурная схема ОУ

ОУ представляет собой многокаскадное устройство и состоит из следующих блоков:

ДУ – дифференциальный усилитель, предназначен для усиления дифференциальной и подавления синфазной составляющих входных сигналов.

УН – усилитель напряжения, обеспечивает основное усиление сигнала по напряжению.

КСУ – каскад сдвига уровня. Обеспечивает сдвиг усиленного входного сигнала по постоянной составляющей, что необходимо для нормальной работы усилителя мощности. На рис. показан сдвиг сигнала U2 по постоянной составляющей на величину U0.

УМ – усилитель мощности, он служит для увеличения нагрузочной способности ОУ, создавая на нагрузке сигнал необходимой мощности. Обычно он выполнен по двухтактной схеме с защитой от короткого замыкания.

Инвертирующий сумматор

Это устройство, у которого выходное напряжение равно алгебраической сумме входных напряжений, взятой с противоположным знаком (рис.5). Его условное обозначение и принципиальная схема на ОУ приведены на рис. .:

Установим связь между выходным и входными сигналами этой схемы. Если считать, что ОУ идеальный т.е. Iоу=0 и U+вх=Uвх=0, то при подаче на его входы напряжения U1, U2,..., Un, для узла «а» по первому закону Кирхгоффа можно записать, что

Iвх = I1 + I2 +...+ In = Iос ,

Расписав каждый из токов по закону Ома: I1 = U1/ R1, I2 = U2/ R2 ,..., In = Un/Rn, Iос =-Uвых/Rос , получим выражение связывающее входные и выходное напряжения

Uвых=- (U1Rос/R1+ U2Rос/R2+ ...+ UnRос/Rn)

ГЛАВА 9

Операционные усилители

Операционные усилители - это УПТ с дифференциальным входом и общим несимметричным выходом, которые имеют большой коэффициент усиления и обычно используются с различными обратными связями. Название этих усилителей связано с тем, что первоначально предполагалось их применять для выполнения различных математических операций над аналоговыми сигналами таких как . Однако после того, как такие усилители были изготовлены в виде интегральных схем они оказались чрезвычайно дешевыми и применяются для выполнения любых операций где требуется усиление электрического сигнала. Это наиболее распространенная аналоговая интегральная схема.

Условное обозначение и схема включения ОУ по постоянному току

В учебной и научной литературе ОУ обозначают треугольником с пятью, как минимум, выводами.

Выводы ОУ имеют следующие названия:

Он имеет два входа:

1 – инвертирующий вход (обозначен знаком «-» или «о»), Uвх - напряжение на инвертирующем входе. Сигнал на этом входе и выходе находятся в противофазе.

2 - неинвертирующий вход (обозначен знаком «+»), U+вх - напряжение на неинвертирующем входе. Сигнал на этом входе и выходе находятся в одной фазе.

Выводы 3, 4, обозначенные , предназначены для подключения питающего напряжения. Обычно ОУ требует двуполярного напряжения питания.

5 – выход, к нему подключается сопротивление нагрузки.

Основное уравнение ОУ, которое показывает связь между входными и выходным напряжениями записывается так

Uвыхоу(U+вх–Uвх),

где Коу–коэффициент усиления ОУ.

В технической литературе ОУ обозначается в виде прямоугольника. При этом назначение выводов следующее:

1, 2 – входы ОУ.

3, 4 – для подключения питающего напряжения.

5 – вывод соединен с корпусом ОУ, его обозначается как заземление.

6 – выход ОУ.

7, 8 - выводы для подключения элементов частотной коррекции. Обычно ОУ имеет большой коэффициент усиления и работает в схемах с отрицательной обратной связью, а поэтому возможно его самовозбуждение. Для устранения самовозбуждения между выводами 7, 8 подключают корректирующий конденсатор Ск, который так корректирует ЧХ коэффициента усиления, что при введении отрицательной обратной связи схема на ОУ не возбудится, т.е. не превратится в генератор. Конкретные значение емкости Ск указывают в справочниках для ОУ.

Многие ОУ не имеют внешнего конденсатора, он встроен в схему ОУ, такие ОУ называют с внутренней коррекцией.

9, 10 – предназначены для подключения элементов балансировки ОУ. ОУ считается сбалансированным, если Uвых =0, когда U+вх=Uвх=0, , однако это не всегда выполняется из-за технологического разброса параметров элементов схемы ОУ. Для устранения разбаланса, между выводами 9, 10, 4, включают переменный резистор Rбал с помощью которого и достигается условие балансировки.

11 – общая точка схемы ОУ.

Структурная схема ОУ

ОУ представляет собой многокаскадное устройство и состоит из следующих блоков:

ДУ – дифференциальный усилитель, предназначен для усиления дифференциальной и подавления синфазной составляющих входных сигналов.

УН – усилитель напряжения, обеспечивает основное усиление сигнала по напряжению.

КСУ – каскад сдвига уровня. Обеспечивает сдвиг усиленного входного сигнала по постоянной составляющей, что необходимо для нормальной работы усилителя мощности. На рис. показан сдвиг сигнала U2 по постоянной составляющей на величину U0.

УМ – усилитель мощности, он служит для увеличения нагрузочной способности ОУ, создавая на нагрузке сигнал необходимой мощности. Обычно он выполнен по двухтактной схеме с защитой от короткого замыкания.









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.