79880

Схемы специальных усилителей на ОУ

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Напряжение на нагрузке Rн включенной в цепь ООС усилителя показана схема усилителя в котором нагрузка включена между выходами инвертирующего и неинвертирующего усилителей. Схема модифицированного двухканального усилителя показана модифицированная схема усилителя в котором дифференциальный усилитель выполнен на транзисторах V1 и V2.

Русский

2015-02-15

271 KB

3 чел.

Схемы специальных усилителей на ОУ

1. Схемы для расширения динамического диапазона выходного напряжения ОУ

Современные интегральные ОУ имеют динамический диапазон выходного напряжения ±(10...15) В. На практике нередко возникает задача — увеличить этот диапазон в несколько раз.

Схемы усилителей для незаземленной нагрузки.

Напряжение на нагрузке Rн, включенной в цепь ООС усилителя (рис. 1.4.1, а),

,

(1.4.1)

где ; ; ; .

Из выражения (1.4.1) следует, что максимальное напряжение на нагрузке определяется максимально возможным выходным напряжением и максимально допустимым синфазным напряжением ОУ. Например, при β1 = 0.3, β2 = 1, Uвх = З0 В, UвыхОУ = -12 В, К = 0.7 получим  В.

Данная схема имеет ограничения по выбору коэффициента передачи и минимальному сопротивлению нагрузки.

На рис. 1.4.1, б показана схема усилителя, в котором нагрузка включена между выходами инвертирующего и неинвертирующего усилителей. Напряжение на Rн в данном случае

.

(1.4.2)

Из выражения (1.4.2) следует, что максимальное выходное напряжение равно сумме максимально возможных выходных напряжений ОУ1, ОУ2.

а

б

Рис. 1.4.1. Способы расширения динамического диапазона выходного напряжения ОУ для незаземленной нагрузки

2 Повышение быстродействия ОУ

Одним из наиболее эффективных способов повышения быстродействия является способ введения параллельного высокочастотного канала.

Рис. 1.5.1. Схема модифицированного двухканального усилителя

На рис. 1.5.1 показана модифицированная схема усилителя, в котором дифференциальный усилитель выполнен на транзисторах V1 и V2.

Расширить полосу пропускания усилителя можно также путем каскадного включения масштабирующих усилителей на ОУ. Максимальная полоса пропускания при каскадном соединении обеспечивается в случае идентичности частотных и амплитудных характеристик каскадов.

На рис. 1.5.2 показана схема усилителя, построенного на основе n масштабирующих усилителей.

Рис. 1.5.2. Схема каскадного включения усилителей

Для получения максимальной полосы пропускания в данной схеме необходимо выполнить условие

,

где KΣ = Κ1Κ2, ..., Κn = — коэффициент передачи составного усилителя. Граничная частота такого усилителя (по уровню 0.707ΚΣ)

,

где ώгр, — полоса пропускания каскада без ООС.

Время установления выходного напряжения составного усилителя в  раз больше времени установления одного каскада.

Входное сопротивление составного усилителя определяется резисторами входного каскада. Для увеличения входного сопротивления в схему можно ввести резистор Rк, с помощью которого компенсируется входной ток составного усилителя. Величина этого резистора определяется по формуле Rк = (R2R4 /R3R1) rc /(R1 + rc), где rc - внутреннее сопротивление источника сигнала. Очевидно, что такой способ повышения входного сопротивления возможен только в случае постоянства rc.

3 Усилители с гальванически развязанными цепями

Для получения коэффициента подавления синфазного сигнала больше 80—100 дБ используются схемы усилителей с гальваническим разделением цепей. Принцип всякого гальванического разделения заключается в создании очень большого сопротивления, включенного последовательно с источником синфазного сигнала. Почти идеальным устройством гальванического разделения цепей являются оптроны, которые обладают весьма большим коэффициентом подавления синфазного сигнала в большом диапазоне частот.

Типовая схема усилителя с оптронной развязкой входных и выходных цепей показана на рис. 2.1.1. В схеме на рис. 2.1.1 используются оптроны D1, D2 с идентичными характеристиками, работающие в фотодиодном режиме. Усилитель ОУ1 преобразует входное напряжение в ток, протекающий через светодиоды оптронов. Оптрон D1 образует цепь ООС усилителя ОУ1. С помощью оптрона D2 формируется входной сигнал усилителя ОУ2.

Рис. 2.1.1. Схема усилителя с оптронной гальванической развязкой цепей

Коэффициент передачи усилителя по постоянному напряжению

,

где Iт1, Iт2 — темповые токи фотодиодов соответствующих оптронов;

γ1, γ2 — коэффициенты передачи по току соответствующих оптронов.

При ITl = IТ2, γ1 = γ2 получим К = R2 /R1.

PAGE   \* MERGEFORMAT 3


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

15437. Знакомство с настройками Project Expert 532 KB
  Лабораторная работа №1 Знакомство с настройками Project Expert Цель: научиться изменять настройки пакета. Задачи: научиться запускать Project Expert научиться изменять настройки изучить разделы меню Структура лабораторной работы Запуск Project ...
15438. Создание инвестиционного проекта в Project Expert 390 KB
  Лабораторная работа №2 Создание инвестиционного проекта Цель: приобрести умения создавать сохранять и заполнять поля инвестиционного проекта Задачи: научиться вводить данные в поля проекта научиться настраивать расчеты по проекту Структ
15439. Общая характеристика предприятия в Project Expert 641.5 KB
  Лабораторная работа № 3 Общая характеристика предприятия Цель: приобрести навыки по описанию компании в Project Expert Задачи: научиться создавать календарный план научиться распределять ресурсы научиться составлять списки активов Структу...
15440. Основная деятельность предприятия в Project Expert 271 KB
  Лабораторная работа № 4 Основная деятельность предприятия Цель: научиться структурировать основную деятельность предприятия Задачи: научиться описывать объемы производства научиться составлять план по персоналу Структура лабораторно...
15441. Результаты и анализ проекта в Project Expert 772.5 KB
  Лабораторная работа № 5 Результаты и анализ проекта Цель: научиться анализировать результаты проекта Задачи: научиться вводить формулы научиться составлять графики научиться создавать пользовательские таблицы научиться создавать отчет ...
15442. Исследование финансовой эффективности в Project Expert 1.05 MB
  Лабораторная работа №6 Исследование финансовой эффективности Цель: научиться анализировать финансовую эффективность Задачи: научиться составлять таблицы для анализа научиться составлять прогнозы эффективности Структура лабораторной...
15443. Анализ кризисных ситуаций в Project Expert 67 KB
  Лабораторная работа № 7 Анализ кризисных ситуаций Цель: приобрести навыки по анализу кризисных ситуаций и поиску путей их решения Задачи: научиться анализировать кризисные ситуации научиться анализировать научиться находить пути выхода из кр
15444. Изучение эффективности чисто-конкурентных фирм и неэффективность монополий 236 KB
  Введение На поведение каждой фирмы влияет характер тип рынка на котором она функционирует. Тип рынка зависит от вида продукции количества фирм на нем наличия или отсутствия ограничений на вход в отрасль и выход из нее доступности информации о ценах нововведениях и т...
15445. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА 352 KB
  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА Методические указания к лабораторной работе №8 по физике Указания содержат краткое описание рабочей установки и методики определения электроемкости конденсатора методом моста Сотти. Методические указания предназна...