Общие сведения. Параметры. Классификация

Название приборов – от усилителей, которые в аналоговой вычислительной технике применяются для выполнения различных математических операций с электрическими сигналами.

В интегральном исполнении ОУ – это двухвходовый УПТ с высоким коэффициентом усиления (К_U = 10⁴ – 10⁶) высоким входным и низким выходным сопротивлением, использующие глубокие отрицательные обратные связи.

Параметры схем с ОУ, благодаря большому К_U. определяются внешними элементами цепей О.О.С. и практически не зависят от параметров самих ОУ.

Принципиальные схемы интегральных ОУ содержат, как правило, два или три каскада усиления напряжения (Входной всегда по дифференциальной схеме), выходной каскад (эмиттерный повторитель – низкоомный выход) и цепи согласования каскадов между собой.

Важнейшими паспортными параметрами ОУ являются:

1) Коэффициент усиления без внешних ООС. - К_U;

2) Напряжение источника питания - U_{И.П .}

3) Потребляемый ток - Iпот;

4) Напряжение смещения нуля - Uсм (на входе, при котором Uвых = 0);

5) Входное сопротивление - Rвх;

6) Выходное сопротивление - Rвых;

7) Наибольшее значение выходного напряжения - Uвых max оу;

8) Максимальное входное напряжение - Uвх.max;

9) Наибольший ток нагрузки – Iн max

Динамические параметры ОУ (по реакции на скачкообразный входной сигнал)

10) Скорость нарастания Uвых (скорость отклика)

Uвых = ∆U / ∆t (от уровня 0,1 до уровня 0,9 Uвых) – в пределах 0,1÷100в/мкс)

11) Время установления Uвых

t уст = (2 ое достижение. уровня Uвых) в пределах 0,05÷2мкс)

Частотные параметры ОУ

12) Граничная частота (при которой. К_U = К_{U ОУ} / √2)

13) Частота единичного усиления (К_U = 1)

Рис. 3.21 Функциональная схема ОУ

В процессе эволюции схемотехники и технологических решений был создан целый ряд ИМС ОУ, которые можно разделить на 4 группы:

1) Общего применения (универсальные) – Для построения радиоэлектронной аппаратуры с суммарной погрешностью прядка 1%

Существуют ИС, объединяющие в одном корпусе до 4 ОУ.

2) Прецизионные (измерительные) ОУ К_U → 10⁶. Они гарантируют малые уровни дрейфов и шумов, что даёт возможность реализовывать узлы с погрешностью порядка десятых долей %.

3) Быстродействующие ОУ Имеют дополнительный высокочастотный канал и предназначены для построения широкополосных и быстродействующих узлов.

4) Микромощные уселители потребляют от источника питания ток менее 1мА и могут продолжительное время работать от автономного источника.

Корпуса – круглый 8 выводов, пластмассовый (КР140УД1) – 8 или 14 выводов, керамический (КМ554УД2), в гибридно-илёночном исполнении (К284УД2) и бескорпусном,, например, серии К740

3.6.2 Аналоговые схемы на операционных усилителях

Аналоговые схемы создаются, на базе операционных усилителей (ОУ), изготовленных по интегральной технологии для выполнения функций усиления, суммирования, интегрирования или иного преобразования аналоговых сигналов.