Операционный и дифференциальный усилитель
Понятие, типовая структура, параметры операционного и дифференциального усилителя. Важные правила, которые определяют поведение операционного усилителя, охваченного петлей обратной связи. Характеристика законов Кирхгофа. Особенности схемы дифференциатора.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.10.2013 |
| Размер файла | 1,8 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Рис. 22. Схема простейшего измерительного усилителя
Дифференциальный коэффициент усиления при выполнении указанного выше условия
Коэффициент усиления синфазного сигнала, обусловленный рассогласованием резисторов, равен
Коэффициент усиления синфазного сигнала, обусловленный конечным значением КОСС операционного усилителя, равен
Здесь КОСС выражается отношением, а не в децибелах.
Коэффициент ослабления синфазного сигнала всей схемы:
КОСС =КД/(КСФ1 + КСФ2).
Дифференциальное входное сопротивление:
Rвх.д=R1 + R3.
Поскольку, как это следует из (26), КСФ1 может принимать отрицательные значения и зависит от сопротивлений резисторов схемы, подстройкой резистора R3 может быть достигнуто любое сколь угодно большое значение КОСС, в соответствии с выражением (28).
Пример 1. Пусть в схеме на рис. 22 R1=R3=2 кОм,R4=200 кОм. Сопротивление резистора R2отличается от номинального значения 200 кОм на 1% и составляет 198 кОм. Тогда дифференциальный коэффициент усиления схемы равен 100, а КОСС - 10100, что во многих применениях недостаточно.
Эта простейшая схема имеет низкое входное сопротивление. Выходное сопротивление источника сигнала влияет на величину дифференциального коэффициента усиления и на коэффициент ослабления синфазного сигнала, что почти всегда требует точной настройки параметров схемы. Для изменения коэффициента усиления нужно одновременно менять сопротивления двух резисторов. Занимающая ведущее место в мире по выпуску измерительных усилителей фирма Burr-Brown выпускает несколько моделей ИМС измерительных усилителей, построенных по схеме на рис.22. Такие ИМС как INA133, INA143 имеют фиксированный коэффициент усиления, задаваемый встроенными резисторами и высокое значение КОСС (до 86 дБ), достигаемое за счет лазерной подгонки. ИМС INA145, INA146 включают дополнительный неинвертирующий усилитель, коэффициент усиления которого может задаваться внешними резисторами. Микросхемы измерительных усилителей содержат цепи защиты входов, допускающие, например, у INA146 синфазные и дифференциальные напряжения до 100
Пример 2. Пусть в схеме на рис. 23 R1= 1 кОм,R2 = R3 = 50 кОм, R4 = R6 = R7 = 10 кОм. Сопротивление резистора R5 отличается от номинального значения 10 кОм на 1% и составляет 9,9 кОм. Тогда дифференциальный коэффициент усиления схемы равен 101, а КОСС - 20200, что выше, чем в предыдущем примере.
Измерительные усилители на трех ОУ выпускаются в виде ИМС с внутренними согласованными резисторами (AD623, LM363, ICL7605 и др.). Обычно они имеют выводы для подключения внешнего резистора R1, которым задается дифференциальный коэффициент усиления.
Рис. 5.5 Дифференциальный усилитель на ОУ с высоким входным сопротивлением
В этой схеме неинвертирующие ОУ DA1 и DА2 параллельно включены в схему. Синфазные напряжения пропускается этими усилителями без усиления и ослабления. Дифференциальный усилитель на операционном усилителе DA3 подавляет синфазный сигнал. Одновременно он усиливает поступающую на его входы разность входных сигналов. Определим выходное напряжение в рассматриваемой схеме. Так как можно считать, что через резисторы R1, R2, R3 протекает один и тот же ток, то
.
Отсюда найдем
Uвых1 = U1(1 + R1/R2) - U2 R1/R2 + Ucc,
Uвых2 = U2(1 + R3/R2) - U1 R3/R2 + Ucc.
В этих уравнениях первое слагаемое представляет составляющую выходного напряжения, обусловленную соответствующим входным напряжением U1 или U2 на неинвертирующих входах усилителей. Второе слагаемое -- составляющую выходного напряжения, определяемую соответственно напряжениями U2 и U1 , приложенными к инвертирующим входам. Третье слагаемое передается с Кu = 1.
Для данной схемы Uвых параллельно соединенных неинвертирующих усилителей при R1=R3=R будет равно
Uвых=(UВЫХ2 -UВЫХ1)N = (1 + R3/R2+ R1/R2) (U2 - U1) N=(1+2R/R2)(U2 - U1) N.
Коэффициент усиления обоих каскадов в данной схеме
Кu=(1 + 2R/R2)N
и может регулироваться изменением сопротивления резистора R2. Недостаток данной схемы - нелинейность при регулировке коэффициента усиления при помощи резистора R2.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Характеристики операционного, инвертирующего и неинвертирующего усилителя. Оценка величин среднего входного тока и разности входных токов операционного усилителя. Измерение коэффициента усиления неинвертирующего усилителя на операционный усилитель.
методичка [760,8 K], добавлен 26.01.2009Условное обозначение операционного усилителя и его передаточная характеристика. Эквивалентная схема замещения операционных усилителей. Допущения, принятые при рассмотрении работы идеального операционного усилителя. Изменяемый коэффициент усиления.
презентация [730,7 K], добавлен 02.03.2016Расчет принципиальной схемы операционного усилителя на примере усилителя К14ОУД7. Дифференциальный усилитель с симметричным входом и несимметричным выходом. Расчет параметров амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик и элементов их коррекции.
курсовая работа [931,3 K], добавлен 19.06.2012Обоснование и выбор функциональной схемы усилителя низкой частоты. Выбор функциональной схемы. Предварительный усилитель и усилитель мощности. Особенности выбора обратной связи и операционного усилителя для ВУ и ПУ. Питание операционных усилителей.
курсовая работа [360,9 K], добавлен 27.02.2010Физические параметры комплексного коэффициента усилителя с обратной связью. Характеристика отрицательной и положительной обратной связи её влияние на частотные и переходные параметры усилителя. Резистивно-емкостный каскад дифференциального усилителя.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 13.02.2015Компенсация напряжения сдвига операционных усилителей, их свойства и принцип работы. Исследование работы инвертирующего, неинвертирующего и дифференциального включения операционного усилителя. Измерение коэффициента ослабления синфазной составляющей.
лабораторная работа [4,0 M], добавлен 16.12.2015Параметры и свойства устройств обработки сигналов, использующих операционного усилителя в качестве базового элемента. Изучение основных схем включения ОУ и сопоставление их характеристик. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств.
реферат [201,0 K], добавлен 21.08.2015Принцип действия операционного усилителя, определение его свойств параметрами цепи обратной связи. Схема усилителя постоянного тока с нулевыми значениями входного напряжения смещения нуля и выходного напряжения. Активные RC-фильтры нижних, верхних частот.
курсовая работа [488,7 K], добавлен 13.11.2011Исследование особенностей операционного усилителя. Расчет пропорционально-интегрального и пропорционально-дифференциального звена. Определение минимально возможного значения сопротивления резистора. Схема неинвертируемого усилителя переменного напряжения.
контрольная работа [266,5 K], добавлен 05.01.2015Экспериментальное исследование параметров инвертирующего усилителя на операционном усилителе. Конструктивное исполнение лабораторного макета. Обеспечение устойчивой работы операционного усилителя серии TL072CN. Базовая схема и параметры усилителя.
курсовая работа [266,7 K], добавлен 14.07.2012Назначение и описание выводов инвертирующего усилителя постоянного тока К140УД8. Рассмотрение справочных параметров и основной схемы включения операционного усилителя. Расчет погрешностей дрейфа напряжения смещения от температуры и входного тока.
реферат [157,8 K], добавлен 28.05.2012Расчет усилителя мощности с представлением структурной схемы промежуточных каскадов на операционных усилителях. Расчет мощности, потребляемой оконечным каскадом. Параметры комплементарных транзисторов. Выбор операционного усилителя для схемы бустера.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 05.02.2013Структурная схема операционного разностного усилителя и его характеристики. Особенности расчета параметров разностного усилителя на операционных усилителях, его схемы электрической принципиальной. Расчет компенсационного стабилизатора напряжения.
курсовая работа [152,3 K], добавлен 04.12.2010Расчет интегрирующего усилителя на основе операционного усилителя с выходным каскадом на транзисторах. Основные схемы включения операционных усилителей. Зависимость коэффициента усиления от частоты, а также график входного тока усилительного каскада.
курсовая работа [340,2 K], добавлен 12.06.2014Выбор операционного усилителя, расчет его основных параметров для входного и выходного каскада. Вычисление каскадов усилителя, смещения нуля, коэффициента гармоник и частотных искажений. Моделирование усилителя с помощью Electronics Workbench 5.12.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 04.10.2014Выбор схемы инвертирующего усилителя. Подбор резисторов, исходя из аддитивной погрешности и операционного усилителя, исходя из аддитивной и мультипликативной составляющей. Принципиальная схема блока питания и инвертирующего усилителя с блоком питания.
курсовая работа [404,1 K], добавлен 13.03.2013Разработка усилителя низкочастотного сигнала с заданным коэффициентом усиления. Расчеты для каскада с общим коллектором. Амплитуда высших гармоник. Мощность выходного сигнала. Синтез преобразователя аналоговых сигналов на базе операционного усилителя.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 21.02.2016Исследование работы интегрального усилителя в различных режимах. Подключение усилителя как повторителя. Измерение входящего и выходящего напряжения. Определение частоты пропускания усилителя. Анализ способов получения большого усиления на высокой частоте.
лабораторная работа [81,5 K], добавлен 18.06.2015Классификация и параметры усилителей, влияние обратной связи на их характеристики. Усилительные каскады на биполярных транзисторах. Проектирование сумматора на основе операционного усилителя. Моделирование схем с помощью программы Electronics Workbench.
курсовая работа [692,4 K], добавлен 24.01.2018Принципиальная схема RC–автогенератора. Создание модели операционного усилителя и его АЧХ. Генерация гармонических колебаний. Влияние температур на форму и спектральный состав генерируемых колебаний. Влияние обратной связи на генерацию колебаний.
курсовая работа [213,8 K], добавлен 26.01.2011
