Идеальные и реальные операционные усилители

Лист контроля выполнения работы

Выполненную работу отправлять на почту

root_exkiller@mail.ru

Тема: Операционные усилители. Классификация. Параметры. Схемы включения.

Задание: 1. Составить краткий конспект с изображениями и описанием к ним обязательно

2. Ответить на вопрос

Назовите типовые схемы с применением ОУ?

Назовите основные выводы ОУ?

Работу выполнить и отправить до 30.04.20

Отчет работы должен быть выполнить в рабочей лекционной тетради, или на отдельном листочке*. На полях обязательно указать фамилию и группу!!!

*В случай выполнения на листочке сохранить и вклеить в тетрадь!!!*

Информацию для написания конспекта можно взять Информацию для написания конспекта можно взять c в учебнике

1. Берикашвили В.Ш. Основы электроники учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования / В.Ш. Берикашвили. — 2-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2015. — 208 с.

2. Или же из  ниже приведенного материала

 

С появлением операционных усилителей (ОУ) в виде интегральных микросхем проектирование большинства устройств сильно упростилось. Операционные усилители используются в схемах автоматики, цепях задержки, интеграторах, дифференциаторах, генераторах, триггерах Шмитта, активных фильтрах, гираторах, умножителях емкости и многих других приложениях.

Математическая модель Операционного усилителя. Обозначение.

Операционные усилители должны иметь минимум пять выводов: Инвертирующий вход, Неинвертирующий вход, Выход, Плюс питания, Минус питания. Многие операционные усилители также имеют выходы нейтрали, цепей балансировки и цепей частотной коррекции.

Схемотехники нередко называют ОУ операционником.

На схемах ОУ обозначается, как показано на рисунке.

Идеальные и реальные операционные усилители

Идеальный ОУ обладает следующими свойствами: Он усиливает разницу напряжений между инвертирующим и неинвертирующим входами. Он обладает бесконечным коэффициентом усиления. Он имеет бесконечное входное сопротивление и нулевое выходное. Идеальный операционный усилитель может работать при любых входных напряжениях и напряжении питания. Значение выходного напряжения не зависит от значений входных, а только от их разницы (он подавляет симфазный сигнал). Выходное напряжение равно нулю, если напряжения на обоих входах равны. Идеальный операционный усилитель имеет мгновенное быстродействие, то есть напряжение на выходе изменяется в тот же момент времени, как и разница напряжений на входах (бесконечное быстродействие). Идеальный ОУ может отдавать нагрузке неограниченный ток. Свойства идеального ОУ не зависят от формы и частоты входного сигнала. Он может усиливать любой сигнал от постоянного напряжения до сплошного белого шума в любом диапазоне частот. Идеальный операционник не шумит, не формирует сигналы на выходе при отсутствии сигнала на входе.

Понятно, что идеальных ОУ не существует. Операционным усилителем принято называть устройства, в некоторой степени, отвечающие перечисленным выше требованиям. Реальные ОУ обладают коэффициентом усиления от 10 000 до 1 000 000 и более. Хорошие операционные усилители имеют входное сопротивление то десятков МОм и выше. Максимальный выходной ток может быть до 10 мА. При рекомендованной для данного ОУ нагрузке можно приблизительно считать, что напряжение на ней не зависит от тока, то есть выходное сопротивление операционника близко к нулю. ОУ сильно ослабляют симфазный сигнал, в 100 и более раз, но, все же, не абсолютно. Напряжение питания может быть разным, но наиболее распространено двуполярное питание 15 вольт. Для обеспечения близкого к нулю выходного напряжения применяется ручная или автоматическая балансировка. Операционный усилитель хорошо работает с входными напряжениями от на пару вольт больших, чем минус питания, до на пару вольт меньших, чем плюс. Выходное напряжение обычно бывает в тех же пределах. Существуют операционники, рассчитанные на работу в самых разных диапазонах частот, но для высоких частот (выше 10 МГц) операционники не применяются.

Самой неприятной особенностью реальных ОУ является конечное быстродействие - некоторая задержка по времени между изменением входного и выходного напряжения. К чему она приводит, я расскажу позже.