Операционный усилитель (ОУ) с коэффициентом усиления К имеет частоту единичного усиления fТ.
Кmax=25000
fТ=40 МГц
Определить частоту среза ОУ и коэффициент усиления на этой частоте.
По полученным расчетам представить график АЧХ операционного усилителя.
Решение
Операционные усилители представляют собой широкий класс аналоговых микросхем, которые позволяют производить усиление аналоговых сигналов, придавать им различную форму, складывать и вычитать сигналы, производить операции дифференцирования и интегрирования, создавать источники стабильного напряжения и генераторы колебаний различной формы.
Операционный усилитель (ОУ) – это многокаскадный транзисторный усилитель, выполненный в виде микросхемы и имеющий огромный коэффициент усиления напряжения.
Каждый ОУ содержит:
входной балансный каскад;
каскад дополнительного усиления;
выходной каскад усиления мощности.
Рисунок 1 – Схема структурная операционного усилителя
Первый каскад ОУ – это дифференциальный усилитель, имеющий высокий коэффициент усиления по отношению к разности входных сигналов и низкий коэффициент усиления по отношению к одинаковым сигналам, поданным на входы одновременно (синфазным сигналом), поданные одновременно на оба входа сигналы с одинаковой фазой и амплитудой.
Дифференциальный усилитель имеет высокое полное сопротивление по отношению к любым поданным на его входы сигналам.
Входной каскад операционного усилителя является наиболее ответственным, поскольку именно им определяется величина полного входного сопротивления и в нем минимизируется чувствительность к синфазным сигналам и напряжение сдвига.
Напряжения сдвига – это небольшие по величине нежелательные сигналы, которые возникают внутри усилителя и приводят к появлению некоторого напряжения на его выходе при нулевых напряжениях на обоих входах
. Причиной их появления является неточное согласование напряжений эмиттер – база входных транзисторов.
За входным каскадом следуют один или несколько промежуточных; они обеспечивают уменьшение напряжения покоя на выходе усилителя до близкой к нулю величины и усиление по напряжению и по току.
Последовательное усиление по напряжению необходимо для получения высокого общего коэффициента усиления по напряжению, а усиление по току – для обеспечения тока, достаточного для работы оконечного каскада без того, чтобы нагрузить входной каскад.
Оконечный каскад должен обеспечивать низкое полное выходное сопротивление операционного усилителя и ток, достаточный для питания ожидаемой нагрузки.
Этот каскад должен иметь достаточно высокое полное входное сопротивление, чтобы не нагружать последний из промежуточных каскадов. В качестве оконечного каскада обычно используется простой или комплементарный эмиттерный повторитель.
Рисунок 2 – УГО операционных усилителей
ОУ характеризуются следующими характеристиками:
усилительными;
входными;
выходными;
энергетическими;
дрейфовыми;
частотными;
скоростными.
Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) – одна из важнейших характеристик ОУ, характеризует зависимость коэффициента его передачи (усиления) от частоты.
Модуль коэффициента усиления – значение коэффициента усиления, взятое по абсолютной величине (по модулю).
Предельная рабочая частота – соответствует значению частоты на АЧХ, при которой модуль коэффициента усиления становится равным единице.
Полоса пропускания определяется видом частотной характеристики ОУ, то есть зависимостью его усиления от частоты входного сигнала
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
