Параметры ОУ

1. Коэффициент усиления напряжения Ки (Open-looggain A) –отношение выходного напряжения ко входному. В общем случае коэффициент усиления ОУ, не охваченного обратной связью, может достигать несколькихмиллионов, однако с ростом частоты он уменьшается.

2. Частота единичного усиления f1, Гц (Unity-gainbandwidthfu) –значение частоты входного сигнала, при котором коэффициент усиления ОУ уменьшается до единицы. Этот параметр определяет максимально возможную полосу пропускания ОУ.

3. Максимальное выходное напряжение +Uвыхмакс.,В (Positive voltage swing, Vsw+)и -Uвыхмакс.,В (Negative voltage swing, Vsw-) – максимальноевыходное напряжение положительной и отрицательной полярности, прикотором нелинейные искажения пренебрежимо малы при рекомендуемой изготовителем схеме включения ОУ. Это напряжение измеряется относительно нулевого потенциала при заданном сопротивлении нагрузки. При уменьшении этого сопротивления максимальное выходное напряжение уменьшается.

4. Скорость нарастания выходного напряжения Vвых, В/мкс (Slew rate SR) – отношение изменения выходного напряжения от 10 до 90% от своегономинального значения ко времени, за которое произошло это изменение. Этотпараметр характеризует скорость отклика ОУ, охваченного отрицательной обратной связью, на ступенчатое изменение выходного сигнала при усилении 1или 10. ОУ при Vвых=15…150 В/мкс относятся к классу быстродействующих.

5. Напряжение смещения нуля Uсм, B (Input offset voltageVos) –напряжение, которое нужно подать на выход ОУ, чтобы выходное напряжениеравнялось нулю. Эта величина определяется разбросом параметров компонентов, входящих в состав ОУ (см. 7.2); для компенсации Uсм вбольшинстве ОУ имеются специальные выводы для подключения цепей подстройки.

6. Входные токи Iвх, (Input bias current Ibs) – токи, протекающие через входные зажимы ОУ; они обусловлены токами базы входных биполярных транзисторов или токами утечки затворов полевых транзисторов. Входные токи создают на внутреннем сопротивлении источника сигнала падение напряжения, которое вызывает появление напряжение на выходе при отсутствии на входе внешнего сигнала.

7. Разность входных токов ΔIвх, (InputoffsetcurrentIos) - достигает 10-20% от Iвх, создает на входе ОУ разность потенциалов, приводящую к смещению нуля на выходе.

8. Коэффициент ослабления синфазного сигнала Kоссф,дБ (Common mode rejection ratio CMMR) – отношение коэффициента усиления напряжения,приложенного между входами ОУ, к коэффициенту усиления напряжения,приложенного между общей шиной и каждым входом.

9. Выходной ток короткого замыкания Iвых,А (Output chort circuit current Isc) – максимальное значение выходного тока ОУ, при котором гарантируется работоспособность прибора.

10. InputresistanceRi, Ом - входное сопротивление.

11. OutputresistanceRo, Ом -выходное сопротивление.

12. Phasemarginpm - запас по фазе на частоте единичного усиления в градусах; характеризует устойчивость ОУ.

13. CompensationcapacitanceCc, Ф - емкость корректирующего конденсатора, служит для обеспечения устойчивости ОУ при введении ООС. В ОУ ранних выпусков предусматривались специальные выводы дляподключения такого конденсатора, сейчас он в большинстве случаевреализуется на кристалле ОУ.

14. Locationofsecondpole fp2, Гц - частота второго полюса передаточной характеристики (только для линейной модели ОУ).

15. Максимальное входное напряжение Uвх, В (в списке параметров ОУ в программе EWB отсутствует) – напряжение между входными клеммами ОУ,превышение которого приводит к выходу прибора из строя.

16. Максимальное синфазное входное напряжение Uвхсф, В (в EWB отсутствует) – наибольшее значение напряжения, прикладываемогоодновременно к обеим входным клеммам ОУ относительно нулевогопотенциала (земли), превышение которого нарушает работоспособностьприбора (увеличиваются входные токи и смещение нуля, существенноеуменьшается коэффициент усиления).

17. Коэффициент влияния источников напряжения питания Kвлип, мкВ/В– характеризует изменение выходного напряжения прецизионных ОУ при изменении напряжения источников питания (нормируется на уровне 1..10мкВ/В).

Ход работы:

1. Построить схему инвертирующего усилителя в соответствии с рисунком 2.

Рис. 2. Инвертирующий усилитель

Инвертирующий усилитель, изменяющий знак выходного сигнала относительно входного, создается введением по инвертирующему входу ОУ с помощью резистора Rос параллельной отрицательной обратной связи по напряжению. Входной сигнал подается через резистор R1 на инвертирующий вход ОУ.

2. Рассчитать параметры схемы таким образом, чтобы получить коэффициент усиления по напряжению = -10.

Примем , .

3. С помощью измерительных приборов программы EWB проверить полученные усиления по напряжению.

4. Построить схему неинвертирующего усилителя в соответствии с рисунком 4.

Рис. 4. Неинвертирующий усилитель

Неинвертирующий усилитель содержит последовательную отрицательную обратную связь по напряжению, поданную по инвертирующемувходу, входной сигнал подается на инвертирующий вход ОУ.

5. Рассчитать параметры схемы таким образом, чтобы получить коэффициент усиления по напряжению = 20.

Примем , .

6. С помощью измерительных приборов программы EWBпроверить полученные усиления по напряжению.

7. Изменить параметры схемы так, чтобы поучить повторитель. Проверить результат.

Принимается , .

Рис. 6. Схема повторителя

8. Построить схему неинвертирующего сумматора в соответствии срисунком 8. Выбрать параметры схемы и рассчитать результирующие напряжение на выходе сумматора. Проверить с помощью измерительныхприборов правильность расчетов.

Рис. 8. Неинвертирующий сумматор

9. Построить схему интегратора в соответствии с рисунком 10.Задавая различные значения постоянной интегрирования τ, наблюдатьизменения формы выходного напряжения с помощью осциллографа.