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

20922. ДОСЛІДЖЕННЯ ІНТЕГРАТОРА 184 KB
  Експериментальне визначення перехідних характеристик інтегратора рис. Натисніть кнопку 20 сек панелі і кнопку С1 Інтегратор відлічуючи по секундоміру стенду час за допомогою U вих виконайте вимірювання зміни в часі вихідної напруги інтегратора. побудуйте перехідні характеристики інтегратора.
20923. ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕМЕНТІВ, ЩО ВИКОНУЮТЬ ЛОГІЧНІ ОПЕРАЦІЇ 105.5 KB
  Мета роботи: ознайомитися з принципом і режимом роботи логічних елементів. При виконанні роботи визначаються передавальні характеристики логічного елементу при різних опорах навантаження а також складаються таблиці станів для логічних елементів €œІ€ €œНІ€ €АБО€ €АБОНІ€ €ІНІ€. Визначення передавальних характеристик логічних елементів рис. Складання таблиць істинності логічних елементів.
20924. ДОСЛІДЖЕННЯ ТРИГЕРІВ 241 KB
  При виконанні цієї роботи вивчається дія асинхронного RSтригера а також двох синхронних: Ттригера і JКтригера Порядок виконання роботи Робота виконується на лабораторному стенді ЭС21. Дослідження RS тригера рис. З'єднати входи R і S тригера з клемами панелі Рівень логічний. З'єднати прямий вихід тригера з клемами вольтметра що вимірює вихідний сигнал.
20925. ДОСЛІДЖЕННЯ ЛІЧИЛЬНИКІВ 1.12 MB
  Порядок виконання роботи Робота виконується на стенді ЭС21 Дослідження двійкового лічильника рис11. З'єднати вхід R лічильника з клемою панелі €œРівень логічний€ а вхід С лічильника з клемою панелі €œІмпульс одиночний€ і з клемою €œВхід€ панелі €œЛічильник імпульсів€. Натисненням кнопки панелі €œІмпульс одиночний€ подавати імпульси на вхід С досліджуваного лічильника. Після подачі чергового імпульсу визначати стан всіх виходів досліджуваного лічильника за допомогою вольтметра €œ U вих.
20926. ДОСЛІДЖЕННЯ ФОТОЕЛЕМЕНТІВ І ФОТОРЕЛЕ 806 KB
  Величина напруги необхідної для зняття характеристик встановлюється за допомогою відповідних потенціометрів а світлового потоку перемикачами розташованими під вікном з фотоелементами. Порядок виконання роботи Зібрати схему дослідження вакуумного фотоелемента СЦВ3 рис. Рис.
20927. ДОСЛІДЖЕННЯ МАЛОПОТУЖНОГО ДЖЕРЕЛА ЖИВЛЕННЯ 262 KB
  Накреслити осцилограми напруги на навантаженні при величині струму Iн = 60 мА. Виміряти за допомогою цифрового вольтметра змінну складову напруги на навантаженні і постійну напругу при струмі навантаження Iн = 60 мА. Обчислити коефіцієнт пульсацій випрямленої напруги: де U m – амплітуда змінної складової вихідної напруги. Накреслити осцилограму напруги на навантаженні.
20928. ДОСЛІДЖЕННЯ БІПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА 378 KB
  Для зняття вхідних статичних характеристик транзистора необхідно: а включити тумблери B1 ВЗ В4 В6 В9 B11 вимкнути тумблери В2 В5; тумблер В12 поставити в положення ; б за допомогою ручки РЕГ. Для зняття вихідних статичних характеристик транзистора потрібно: а встановити необхідне значення базового струму регулятором РЕГ.2; б змінюючи напругу Uке через інтервали вказані викладачем вимірювати значення колекторного струму транзистора міліамперметром СТРУМ Iк .
20929. ДОСЛІДЖЕННЯ ОДИНОЧНИХ КАСКАДІВ ТРАНЗИСТОРНИХ ПІДСИЛЮВАЧІВ 97 KB
  Зібрати схему дослідження підсилювача із спільним емітером рис. а BI4 в положення Із спільним емітером ; тумблери В2 В5 В9 BI1 поставити в положення Вкл. Зібрати схему дослідження підсилювача із спільним колектором рис.
20930. ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ ІНВЕРТУЮЧОГО І НЕІНВЕРТУЮЧОГО ПІДСИЛЮВАЧІВ 437.5 KB
  Величина напруги вимірюється вольтметром . Набуті значення вихідної напруги занести у відповідні рядки табл.1 і заносячи набуті значення вихідної напруги у відповідні рядки табл. Коефіцієнт підсилення напруги Ku характеризує здатність ОП усилювати диференціальний сигнал що подається на його входи: Вхідна напруга зсуву Uзс обумовлена в основному неідентичністю транзисторів вхідного каскаду ОП.