|
..5 кГц с максиму¬мом усиления на частотах около 2 кГц.
Уровень шума, приведенный ко входу, не превосходил 0,5 мкВ. По мере
возрастания уровня сигнала полоса пропускания расширяется, что
несущественно, поскольку при этом отно-сительный уровень шума падает.
Коэффициент усиления при малом сигнале превосходит 100 дБ (105 по
напряжению). Амплитудная характеристика УНЧ показана на рис. 5,б. АРУ
начинает работать при входном сигнале около 10 мкВ. Когда входной сигнал
превосходит 10 мВ, регулирующий транзистор V3 запирается полностью, а
усиление ОУ становится близким к единице. Поскольку дальнейшее
регулирование невозможно, снова наблюдается рост выходного сигнала.
Таким образом, диапазон регулирования составляет около 60 дБ. Полный же
диа¬пазон входных сигналов УНЧ (от уровня шумов до на¬чала ограничения
сигнала) достигает 90 дБ.
Входное
сопротивление усилителя, определяемое в данном случае сопротивлением
параллельно соединенных резисторов делителя напряжения R1R2, равно 100
кОм, коэффициент усиления — около 100, напряжение шумов на выходе (при
коротком замыкании на входе) не превышает 6—7 мкВ. 
Микросхема – тип – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3
Cтраница 3
Кэш-память третьего уровня выполняют на быстродействующих микросхемах типа SRAAf и размещают на материнской плате вблизи процессора. Ее объемы могут достигать нескольких Мбайт, но работает она на частоте материнской платы. [31]
| Принципиальные схемы базовых логических элементов для р-канальных МОП-транзисторов и их функциональное обозначение. [32] |
Объясняется это тем, что у параллельных микросхем типа ИЛИ – НЕ число Коби. Увеличение же числа входных транзисторов в многоярусных схемах усложняет топологию и снижает степень интеграции микросхем рМОП – тнпа. [33]
Принципиальные схемы базовых логических элементов для р-канальных МОП-транзисторов и их функциональное обозначение.
[34] |
Объясняется это тем, что у параллельных микросхем типа ИЛИ – НЕ число Кобили ограничивается лишь снижением высокого уровня напряжения за счет падения напряжения на нагрузке от суммарного тока утечки в цепях сток – исток входных транзисторов. Увеличение же числа входных транзисторов в многоярусных схемах усложняет топологию и снижает степень интеграции микросхем рМОП – типа. [35]
И-НЕ – И – НЕ4 применяют две микросхемы типа 2ЛБ556, выполняющие логическую функцию ft – НЕ. [37]
| Принципиальная схема устройства выбора программ УВП-3-32М телевизора Электроника Ц-401 М. [38] |
В модуле видеоусилителя У4 ( МВУ) используется микросхема типа К.
[39]
При испытаниях лабораторного макета УВ, собранного на парных транзисторах микросхем типа К1НТ291Г согласно схеме рис. 2, исходный разбаланс на выходе составлял 9 мв; при нагревании схемы до 70 С разбаланс изменился на 3 мв, а исходный ток в нагрузке R18 изменился на 22 мка. [40]
На рис. 9 приведена принципиальная схема десятиполосного регулятор тембра на микросхемах типа 747, описанная в журнале болгарских радиолюб. Поскольку все десять полосовых фильтров идентичны и различаюгс лишь емкостями двух конденсаторов, то на рис. 9 приведены только два фил. [41]
На рис. 9 приведена принципиальная схема десятиполосного регулятора тембра на микросхемах типа 747, описанная в журнале болгарских радиолюбителей. [42]
Канал прямого сигнала ( рис. 6.27) блока цветности БЦИ-1 образован двумя микросхемами типа К224УП2 ( 2У1) ( рис. 6.28) и типа К. С выхода эмиттерного повторителя ( вывод 5) сигнал через резистор 2R45 и конденсатор С1 ( вывод 1) подается в цепь базы транзистора Т2 резонансного усилителя.
С нагрузки усилителя через конденсатор СЗ сигнал подается на двусторонний ограничитель, степень ограничения которого определяется делителем напряжения 2R46 2R47, подключенным к выводу 9 микросхемы.
[43]
| Принципиальная схема усилителя на микромодуле К1УТ401А для фазовращающих цепей Л – и Т – типа. [44] |
Для работы в интервале частот, не превышающем 1 МГц, были использованы микросхемы типа К1УТ401А, которые представляют собой дифференциальный операционный усилитель с непосредственными связями. Один вход микросхемы инвертирующий – изменяет фазу входного сигнала на выходе на 180, второй вход неинвертирующий – не изменяет фазу входного сигнала. Фазовращающие цепи Л – или Т – типа включаются соответственно в тракт положительной или отрицательной обратной связи между инвертирующим входом 9 и выходом 5 микросхемы. Питание усилителя обеспечивается от сети переменного тока через понижающий трансформатор Tpl и двухполярный мостовой выпрямитель, соединенный на выходе с двумя параметрическими стабилизаторами на стабилитронах Д1 и Д2 типа К.
[45]
Страницы: 1 2 3 4
Операционные усилители. Часть 2. Идеальный операционный усилитель
Для лучшего понимания принципов построения схем с использованием операционных усилителей часто используют понятие идеального операционного усилителя. В чем его идеальность, его чудесные свойства? Их не так много, но все они стремятся либо к нулю, либо даже к бесконечности. Но ведет себя как тот операционный усилитель, не охваченный обратной связью (ОС) и вообще не имеющий никаких внешних подключений.
В этой статье мы постараемся рассказать об обратной связи и некоторых схемах включения операционных усилителей, не упоминая громоздких математических формул с интегралами. Но некоторых, очень простых и понятных, на уровне восьмого класса школы, которые помогут понять общий смысл, все же не избежать.
Усиление
При таком “зашкальном” усилении достаточно подать на его входы всего несколько микровольт (например, сетевые помехи), чтобы получить выходное напряжение близкое к 15В.
Это состояние указывает на насыщение выхода.
Уместно вспомнить такое же состояние в транзисторах. Естественно, в таком виде никакого выигрыша не получается вообще. Поэтому реальные операционные усилители всегда охвачены отрицательной обратной связью, о которой речь пойдет ниже.
Хотя следует отметить, что довольно часто операционные усилители используются без обратной связи, а в некоторых случаях и с положительной обратной связью. Это применение находит в компараторах — устройствах для точного сравнения аналоговых сигналов. Компараторы выпускаются в виде специализированных микросхем, а также входят в состав других микросхем. Достаточно вспомнить легендарный интегральный таймер NE555, который содержит в себе два компаратора.
Почти новейшая история
В свое время отечественная электронная промышленность освоила и выпуск операционных усилителей. Первым операционным усилителем был К1УТ401А(Б), впоследствии переименованный в К140УД1 с теми же буквами в конце.
Так, являясь практически точной копией американского собрата UA702, аналог с литерой А при напряжении питания ±6В имел коэффициент усиления в пределах 500…4500, а с литерой В (±12В) 1500. .. 13000.
По современным меркам это просто смешно, но, тем не менее, эти архаичные усилители еще можно найти. Но даже при таком «маленьком» усилении без отрицательной обратной связи не обойтись.
И только появление операционных усилителей в интегральном исполнении ввело этот универсальный компонент в промышленные, бытовые и любительские схемы. Ведь согласитесь, что операционный усилитель с электронными лампами или даже транзисторный вариант, кроме как в оборонных АВМ, не мог быть использован.
Входы и выходы операционных усилителей
Операционный усилитель имеет два входа и один выход, и, естественно, два выхода для подачи напряжения. Это тот минимальный набор выводов, который жизненно необходим. Именно так обстоит дело с большинством современных операционных усилителей.
Когда-то были выводы для подключения элементов частотной коррекции и балансировки.
Мощность чаще всего двухполярная со средней точкой, что дает возможность усиления постоянным напряжением. При этом принято считать, что диапазон частот операционных усилителей начинается с 0 Гц, а верхняя частота ограничивается как типом самого операционного усилителя, его внутренней схемой и типом транзисторов, так и схемой его включения.
Полоса пропускания идеального операционного усилителя простирается от постоянного тока до бесконечности. Кроме того, скорость или скорость нарастания выходного сигнала стремится к бесконечности. Но мы пока не будем рассматривать этот вопрос.
Что усиливает операционный усилитель
Выходное напряжение операционного усилителя пропорционально разности напряжений на его входах. При этом абсолютный уровень сигналов, а также их полярность особой роли не играют. Только разница имеет значение. А так как все термины в электронике пришли из английского языка, то пора вспомнить слово «разные», что означает неоднородный, отличие (словарь «Мультитран»), а усилители такого принципа действия называть дифференциальными.
Что не усиливает операционный усилитель
Здесь можно вспомнить и такое замечательное свойство операционных усилителей, как затухание синфазного сигнала: если на оба входа подать один и тот же сигнал, он не будет усиливаться . Это используется при подаче сигнала по длинным проводам: полезный сигнал имеет разную фазу, а сигнал помехи на обоих входах одинаков.
Что можно получить на выходе операционного усилителя
Выходное сопротивление идеального операционного усилителя стремится к нулю, что теоретически позволяет получить на выходе сколь угодно большой, просто бесконечный сигнал. На самом деле выходное напряжение реального операционного усилителя ограничено напряжением источников питания: если двухполярное напряжение питания, например, ±15В, то получить на выходе +20 или -25 просто невозможно.
Это касается усиления постоянного напряжения. В случае усиления, например, синусоиды на выходе должна получиться и синусоида, амплитуда которой не превышает напряжения питания.
Входное и выходное напряжение не может быть выше напряжения источников питания. Например, при питании от ±15В выходное напряжение ниже на 0,5…1,5В. Но некоторые современные микросхемы позволяют получить равные напряжения питания на выходе и входе. Это свойство в технических описаниях упоминается как Rail-to-Rail, буквально как «шина к шине». При выборе операционного усилителя следует обратить внимание на это свойство.
Входное сопротивление
Входное сопротивление обоих входов операционного усилителя очень велико и находится в пределах сотен МегаОм, а в некоторых случаях даже ГигаОм. Для сравнения: упомянутый выше К1УТ401 имел входное сопротивление всего несколько десятков кОм.
Входное сопротивление, конечно, не достигает бесконечности, как у идеального операционного усилителя, но все же настолько велико, что не влияет на уровни входного сигнала. Отсюда можно сделать вывод, что ток по входам не течет. Это один из основных принципов, используемых при расчете и анализе схем на операционных усилителях.
А пока вам просто нужно запомнить это.
Последнее утверждение относится непосредственно к операционным усилителям. Такое высокое входное сопротивление присуще самим операционным усилителям, но входное сопротивление различных схем на его основе может быть значительно ниже. Это обстоятельство следует всегда помнить. А теперь будьте осторожны, рассказ начинается о самом главном.
Отрицательная обратная связь (ООС)
ООС есть не что иное, как связь между выходом и входом, при котором из входного сигнала вычитается часть выходного сигнала. Такое подключение приводит к уменьшению усиления. В отличие от ООС здесь имеется положительная обратная связь (ПОС), которая наоборот суммирует входной сигнал с частью выходного. Такие соединения используются не только в электронной технике, но и во многих других случаях, например, в механике. Действие этих обратных связей можно охарактеризовать следующим образом: ООС приводит к устойчивости системы, положительная — к ее неустойчивости.
Применительно к рассматриваемым операционным усилителям ООС позволяет с достаточной точностью выставить коэффициент усиления, а также приводит к еще многим качественным и даже приятным улучшениям схемы. Но сначала нужно разобраться, как работает ООС. В качестве примера рассмотрим схему, которую можно найти в любом учебнике по автоматизации.
Рисунок 1.
Ignal U.Выходной сигнал. с выхода он проходит на суммирующее устройство (круг со знаком плюс внутри) по цепи ООС с коэффициентом передачи β, в данном случае меньше единицы. Если этот коэффициент сделать больше единицы, что технически возможно, то вместо усиления сигнала мы получим его ослабление. Но пока будем считать, что нам нужно именно армирование.
Обрыв ООС просто случайность
Если разорвать петлю обратной связи, то напряжение на выходе операционного усилителя будет U.вых. = К * У.в. Теоретически огромное значение. На самом деле она будет ограничена величиной питающего напряжения.
Об этом уже было сказано ранее. Аналогичный пример: если это электродвигатель со стабилизацией оборотов (еще и с обратной связью), то он просто будет максимально разгоняться. В этом случае говорят, что система пошла «вразнос».
Проходя по цепи ООС, выходной сигнал ослабляется на β*U.выход. Поэтому на вход усилителя через сумматор поступает только (U.вх-β*U.вых.). Знак минус указывает на то, что обратная связь является отрицательной. После прохождения устройства с коэффициентом усиления К на выходе будет U.выход = K * (U.вх.-β * U.вых.). В свою очередь, усиление всей системы К.ус. = U.вых./U.вх. и получается, что U.out. = K *
После некоторых преобразований можно получить следующий результат: К.ус. = U.вых./U.вх. = K * U.in./U.in. * * (1+ К * β) = К / (1+ К * β)
Все эти преобразования привели к простой формуле К.ус. = К / (1+ К * β). Если считать, что К в достаточно велико (а в случае использования операционного усилителя это действительно так), то единица в скобках не сильно повлияет, ее можно отбросить, в результате чего формула примет вид по следующей форме:
К.
