Моделирование в программе Electronics Workbench (EWB).
Аналоговые интегральные микросхемы. Операционные усилители



Экономически и технологически выгодно строить радиоэлектронные конструкции не на дискретных элементах (резисторы, конденсаторы, транзисторы и т.п.), а интегрировать их на определенной площади (кремниевая или германиевая пластина) небольших размеров. Все элементы на заданной площади выполняются в едином технологическом цикле, а полученный таким образом продукт называется "интегральная микросхема". Интегральные микросхемы, по своему назначению делятся на несколько классов. Основные из них это аналоговые и цифровые интегральные микросхемы.

Цифровые интегральные микросхемы предназначены для обработки цифровых сигналов имеющих прямоугольную форму.

Аналоговые микросхемы имеют очень широкий спектр по функциональному назначению, это усилители и генераторы сигналов любой формы, и всевозможные преобразователи. Наиболее широко распространены микросхемы дифференциальных (операционных) усилителей.

Операционный усилитель (ОУ) обладает уникальными свойствами: это очень большой коэффициент усиления сигнала, широкий диапазон усиливаемых сигналов, возможность точной установки коэффициента усиления и так далее.
Операционный усилитель имеет два входа и один выход. Входы обозначаются как + и -. Операционный усилитель требует двуполярного питания, то есть питание от двух источников постоянного тока с заземлённой средней точкой (для переносной техники с питанием от батарей или аккумуляторов разработаны ОУ с однополярным питанием). При подаче сигнала (обычно постоянного тока) на отрицательный вход сигнал на выходе уменьшается, а при подаче на положительный вход, сигнал на выходе увеличивается. Если выход ОУ соединить с отрицательным входом, через резистор (R3 на схеме), то возникает отрицательная обратная связь, которая снижает коэффициент усиления ОУ.




Отношение сопротивлений (делитель напряжения) R3 к R4 является коэффициентом усиления ОУ. И действительно, на нашей схеме амплитуда генератора равна 100 мВ (0,1 В), а амплитуда выходного сигнала 1 В. Ku = Uвых / Uвх = 1/0,1 = 10. На рисунке, входной сигнал отображается ниже оси Y (канал А), а выходной выше оси Y (канал В).

Попробуем изменить сопротивление R3, так, чтобы коэффициент усиления был равен 50, Kur = R3/R4. В нашем случае 50 = R3/10кОм; R3 = 50 * 10 = 500 кОм.




Современные ОУ без отрицательной обратной связи имеют коэффициент усиления до 100000. Рекомендуется выбирать коэффициент усиления схем на ОУ, в пределах 10 - 500, при большем усилении в каскаде на ОУ могут возникнуть нежелательные обратные связи, которые могут вызвать возбуждение паразитных колебаний.




Яндекс.Метрика    ©Гуков Константин Михайлович 2006 - 2012     Почта: juvel@mail.ru