Запомнить  |  Забыли пароль?
18+
Сайт может содержать контент, запрещенный к просмотру лицам до 18 лет!
Вход/Регистрация
Зарегистрироваться

Логин:

Будет использоваться при авторизации.
Только латинские буквы и цифры.
*

Никнейм:

Этим именем будут подписываться ваши сообщения. Русские и английские буквы и цифры. *

Пароль

*

Повторите пароль:

*

E-mail:

По-умолчанию не публикуется *

Образование:

*

Для продолжения регистрации вам нужно принять правила пользования ресурсом.

Я принимаю условия пользованияЯ не принимаю условия пользования

Практическое применение операционных усилителей.

493 просмотра
Голосов: 0
0

                                 Всем привет. В этой статье мы обсудим некоторые аспекты практического применения операционных усилителей в повседневной жизни радиолюбителя.

 Не растекаясь мыслею по древу и не вдаваясь в дремучие теоретические основы работы вышеозначенного усилителя, давайте все же обозначим некоторые основные термины и понятия, с которыми нам предстоит столкнуться в дальнейшем. Итак — операционный усилитель. Далее будем называть его ОУ, а то очень лень писать каждый раз полностью. На принципиальных схемах, чаще всего, он обозначается следующим образом:

ОН

На рисунке обозначены три самых главных вывода ОУ — два входа и выход. Разумеется, есть еще выводы питания и иногда выводы частотной коррекции, хотя последнее встречается все реже — у большинства современных ОУ она встроенная. Два входа ОУ — Инвертирующий и Неинвертирующий названы так по присущим им свойствам. Если подать сигнал на Инвертирующий вход, то на выходе мы получим инвертированный сигнал, то бишь сдвинутый по фазе на 180 градусов — зеркальный; если же подать сигнал на Неинвертирующий вход, то на выходе мы получим фазово не измененный сигнал.

Так же как и основных выводов, основных свойств ОУ тоже три — можно назвать их ТриО (или ООО — кому как нравится): Очень высокое сопротивление входа, Очень высокий коэффициент усиления (10000 и более), Очень низкое сопротивление выхода. Еще один очень важный параметр ОУ называется скорость нарастания напряжения на выходе (slew rate на буржуинском). Обозначает он фактически быстродействие данного ОУ — как быстро он сможет изменить напряжение на выходе при изменение оного на входе. Измеряется этот параметр в вольтах в секунду (В/сек). Этот параметр важен прежде всего для товарищей, конструирующих УЗЧ, поскольку, если ОУ недостаточно быстрый, то он не будет успевать за входным напряжением на высоких частотах и возникнут изрядные нелинейные искажения. У большинства современных ОУ общего назначения скорость нарастания сигнала от 10В/мксек и выше. У быстродействующих ОУ этот параметр может достигать значения 1000В/мксек. Оценить — подходит ли тот или иной ОУ для ваших целей по скорости нарастания сигнала можно по формуле:

Формула

где, fmax — частота синусоидального сигнала, Vmax — скорость нарастания сигнала, Uвых — максимальное выходное напряжение. Ну да не будем больше тянуть кота за хвост — приступим к главной задаче этого опуса — куда, собственно, эти клевые штуки можно воткнуть и что из этого можно получить.

Первая схема включения ОУ - инвертирующий усилитель.

Инвертирующий усилитель

Наиболее популярная и часто встречающаяся схема усилителя на ОУ. Входной сигнал подается на инвертирующий вход, а неинвертирующий вход подключается к общему проводу. Коэффициент усиления определяется соотношением резисторов R1 и R2 и считается по формуле:

Формула

Почему "минус"? Потому что, как мы помним, в инвертирующем усилителе фаза выходного сигнала "зеркальна" фазе входного. Входное сопротивление определяется резистором R1. Ежели его сопротивление, например 100кОм, то и входное сопротивление усилителя будет 100кОм.

Следующая схема - инвертирующий усилитель с повышенным входным сопротивлением. Предыдущая схема всем хороша, за исключением одного нюанса — соотношение входного сопротивления и коэффициента усиления может не подойти для реализации какого-либо специфического проекта. Ведь что получается — допустим, нам нужен усилитель с К=100. Тогда, исходя из того, что значения резисторов должны быть в разумных пределах берем R2=1Мом, а R1=10кОм. То есть, входное сопротивление усилителя будет равным 10 кОм, что в некоторых случаях недостаточно. В этих самых случая можно применить следующую схему:

Инвертирующий усилитель

В данном случае, коэффициент усиления считается по следующей формуле:

Формула

То есть, при том же коэффициенте усиление сопротивление R1 можно увеличить, а значит и повысить входное сопротивление усилителя.

Едем дальше - неинвертирующий усилитель. Выглядит он следующим образом:

Неинвертирующий усилитель

Коэффициент усиления определяется так:

Формула

В данном случае, как видите, никаких минусов нет — фаза сигнала на входе и на выходе совпадает. Основное отличие от инвертирующего усилителя заключается в повышенном входном сопротивлении, которое может достигать 10Мом и выше. Если при реализации данной схемы в практических конструкциях, необходимо предусмотреть развязку с предыдущими каскадами по постоянному току — установить разделительный конденсатор, то нужно между входом ОУ и общим проводом включить резистор сопротивлением около 100кОм, как показано на рисунке.

Неинвертирующий усилитель

Если этого не сделать, то ОУ перевозбудится и ничего дельного вы от него не получите. Ну кроме половины питания на выходе.

Усилитель с изменяемым коэффициентом усиления.

Усилитель с изменяемым коэффициентом усиления

Примем R1=R2=R3=R. И введем некую переменную А, которая может принимать значения от 1 до 0 в зависимости от поворота движка переменного резистора R3. Тогда коэффициент усиления можно определить так: K=2A-1 Входное сопротивление практически не зависит от положения движка переменного резистора. Так, с усилителями разобрались — дальше у нас по плану — фильтры.

Позитивных: 0
На тройку: 0
Негативных: 0
Общий балл:
0
Всего отзывов: 0

Нет отзывов. Ваш будет первым!

0

Комментарии

Нет комментариев. Ваш будет первым!



Похожие статьи: