Главная > Полупроводниковая схемотехника
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

6.3. НЕИНВЕРТИРУЮЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ

Если в качестве цепи обратной связи использовать простейшии делитель напряжения и производить операцию вычитания напряжений с помощью дифференциальных входов операционного усилителя, то получится изображенная на рис. 6.9 базовая схема охваченного обратной связью неинвертирующего усилителя. Коэффициент обратной связи к равен

При допущении идеальности характеристик операционного усилителя коэффициент усиления определяется формулой

Величина А для случая конечного значения дифференциального коэффициента усиления усилителя уже была получена в виде формулы (6.8).

Рис. 6.9. Неинвертируюший усилитель

При использовании реального операционного усилителя операция вычитания осуществляется неидеально, так как коэффициент ослабления синфазного сигнала имеет конечную величину. Для более точного определения результирующего коэффициента усиления рассмотрим выражение (6.4) и положим напряжение смещения равным нулю; при имеем

Если получается приведенное выше выражение.

Важным особым случаем неинвертирующего усилителя является случай, когда

Схема такого усилителя изображена на рис. 6.10. Из формулы (6.15) получаем коэффициент усиления для этой схемы, равный Подобная схема включения операционного усилителя называется следящей.

Рис. 6.10. Следящая схема

Она используется, как и схема эмиттерного повторителя, в качестве преобразователя сопротивления. Существенным преимуществом такой схемы является то, что разница между выходным и входным напряжениями составляет всего несколько милливольт.

Влияние напряжения смещения может быть исследовано по схеме замещения, представленной на рис. 6.11.

Рис. 6.11. Схема замещения с учетом влияния напряжения смещения.

Легко видеть, что в схемах на рис. 6.9 и 6.10 напряжение смещения оказывается приложенным последовательно с входным напряжением. Таким образом, как и входное напряжение, оно будет усиливаться в А раз.

Входное сопротивление

Для определения результирующего входного сопротивления необходимо рассмотреть схему замещения операционного усилителя с включенной обратной связью, изображенного на рис 6.5. Такая схема представлена на рис. 6.12. Благодаря наличию обратной связи к сопротивлению приложено очень малое напряжение

Рис. 6.12. Схема замещения с учетом действия входных сопротивлений.

Таким образом, через это сопротивление протекает только ток, равный Поэтому дифференциальное входное сопротивление благодаря действию обратной связи умножается на коэффициент Такая обратная связь называется потенциометрической. Согласно рис. 6.13, для результирующего входного сопротивления имеем

Эта величина даже для операционных усилителей с биполярными транзисторами на входах превышает Ом. Следует, однако, помнить, что речь здесь идет исключительно о дифференциальной величине; это значит, что изменения тока малы, тогда как среднее значение входного тока может принимать несравненно большие значения.

Соотношение параметров схемы можно проиллюстрировать числовым примером. Допустим, что имеется источник сигналов с внутренним сопротивлением Пусть также погрешность, вносимая усилителем вследствие конечной величины входного сопротивления, не должна превышать 0,1%. Тогда можно записать следующее требование к входному сопротивлению усилителя;

Такое входное сопротивление, согласно данным табл. 6.1, может быть достигнуто при использовании операционного усилителя типа 741. Однако его входной ток при отсутствии сигнала, составляющий протекая через источник сигналов, вызовет на нем дополнительное падение напряжения В принципе это падение напряжения можно компенсировать, выбрав внутреннее сопротивление делителя напряжения, включенного в цепь обратной связи усилителя, равным

величине При этом останется только влияние разности входных токов усилителя. Этот метод, однако, редко приводит к желаемому результату, так как часто внутреннее сопротивление источника сигнала заранее точно не известно, поэтому более целесообразно при наличии источника сигнала с сопротивлением свыше использовать операционные усилители с полевыми транзисторами на входах. Такое решение целесообразно также и потому, что операционные усилители с входными полевыми транзисторами имеют лучшие характеристики шума при работе от высокоомного источника сигнала.

Выходное сопротивление

Как видно из табл. 6.1, реальные операционные усилители довольно далеки от идеала в отношении выходного сопротивления. Оно, правда, может быть в значительной степени уменьшено путем применения обратной связи. Снижение выходного напряжения, вызываемое подключением нагрузки, передается на N-вход усилителя через делитель напряжения Возникающее при этом увеличение компенсирует изменение выходного напряжения.

Выходное сопротивление операционного усилителя, не охваченного обратной связью, определяется соотношением

Для усилителя, охваченного обратной связью, в соответствии со схемой на рис. 6.9 эта формула принимает вид

При работе усилителя, охваченного обратной связью, величина при изменении нагрузки не остается постоянной, а изменяется на величину

Для усилителя с линейной передаточной характеристикой изменение выходного напряжения составляет

Величиной тока, ответвляющегося в делитель напряжения обратной связи, в данном случае можно пренебречь. Подставив величину из выражения (6.18), получим искомый результат:

При заданных коэффициенте усиления и дифференциальном коэффициенте усиления выходное сопротивление охваченного обратной связью операционного усилителя снизится с до 0,1 Ом. Вышеизложенное, вообще говоря, справедливо в пределах полосы рабочих частот в ограниченной частотой операционного усилителя, что соответствует снижению уровня выходного сигнала на На более высоких частотах выходное сопротивление операционного усилителя с обратной связью будет увеличиваться, так как величина уменьшается со скоростью на декаду. При этом оно приобретает индуктивный характер и на более высоких частотах становится равным величине выходного сопротивления усилителя без обратной связи.

1
Оглавление
email@scask.ru