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

4 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

76891. Четвертый желудочек головного мозга, его стенки, пути оттока спинномозговой жидкости 182.17 KB
  В его строении различают следующие структуры: Нижняя стенка дно ромбовидная ямка образованная дорсальными поверхностями моста и продолговатого мозга и ограниченная по бокам ножками мозжечка: сверху и спереди верхними с боков средними снизу и сзади нижними. Сверху и спереди через верхний угол ромбовидной ямки в IV желудочек впадает водопровод мозга. Четвёртый желудочек через нижний угол ромбовидной ямки прикрытый задвижкой открывается в центральный канал спинного мозга.
76892. Экстероцептивные проводящие пути 178.53 KB
  Первые псевдоуниполярные нейроны находятся в спинномозговых узлах. Вторые нейроны лежат в собственном ядре заднего рога спинного мозга. Третьи нейроны лежат в дорсолатеральном ядре таламуса. Четвертые нейроны во внутренней зернистой пластинке постцентральной извилины и верхней теменной дольки.
76893. Проводящие пути проприоцептивной чувствительности мозжечкового и коркового направления 181.16 KB
  1е нейроны псевдоуниполярные находятся в спинномозговых узлах. 2е нейроны лежат в тонком и клиновидном ядрах продолговатого мозга их аксоны формируют: внутренние дугообразные волокна начало медиальной петли перекрест ее происходит на уровне нижнего угла ромбовидной ямки; передние наружные дугообразные волокна перекрещиваются и уходят в нижнюю мозжечковую ножку и кору полушарий мозжечка; задние наружные дугообразные волокна не перекрещиваются и уходят в нижнюю ножку мозжечка и кору червя. 3и нейроны расположены в коре червя...
76894. Медиальная петля, состав волокон, положение на срезах мозга 180.14 KB
  Тела первых псевдоуниполярных нейронов бульботаламического пути находятся в спинномозговых узлах а их периферические отростки в составе спинальных нервов подходят к опорнодвигательным органам в которых заканчиваются рецепторами. Центральные отростки первых нейронов вступают в синаптические контакты с телами вторых нейронов которые находятся в тонком и клиновидном ядрах продолговатого мозга. Аксоны вторых нейронов образуют в продолговатом мозге дугообразные волокна: внутренние и наружные. Аксоны вторых нейронов участвующих в образовании...
76895. Двигательные проводящие пирамидные и экстрапирамидные пути 182.52 KB
  Первые нейроны представлены большими пирамидными клетками коры мозга. Вторые нейроны находятся в ядрах мозгового ствола и передних рогах спинного мозга а их аксоны заканчиваются в органах опорнодвигательного аппарата. Первый проходит от нейронов прецентральной извилины до двигательных нейронов сосредоточенных в ядрах ствола мозга это кортикоядерный путь. Два других тракта: кортикоспинальные передний и боковой идут от прецентральной извилины до ядер передних рогов спинного мозга.
76896. Ретикулярная формация 180.5 KB
  Далее проходит через мозговой ствол и его составляющие продолговатый мозг мост ножки мозга и четверохолмие зрительные бугры и достигает базальных ядер и коры конечного мозга. Крупные нейроны сосредотачиваются в ядрах ретикулярной формации: субталамическом красном черной субстанции мостовом ретикулярных ядрах продолговатого мозга и др. Причем один отросток имеет восходящее направление вплоть до клеток коры другой нисходящее к нейронам мозжечка спинного мозга.
76897. Оболочки и пространства мозга 183.61 KB
  В отверстиях основания твердая оболочка окружает и фиксирует проходящие через них сосуды и нервы. Паутинная оболочка состоит из волокнистой соединительной ткани покрытой эндотелием. Вблизи менингеальных синусов паутинная оболочка образует эти самые грануляции врастающие в просвет синусов и вен костного диплоетического вещества.
76898. Спинальные нервы 181.13 KB
  Спинномозговой нерв смешанный по составу волокон образуется: передним корешком двигательным из длинных отростков нейронов расположенных в ядрах передних рогов спинного мозга; отростки нейронов в составе нервов достигают органов где образуют нервные окончания исполнительного типа эффекторы; задним корешком и спинальным узлом дендриты псевдоуниполярных клеток которого составляют задний корешок и достигают задних рогов спинного мозга а длинные отростки этих клеток входят в состав спинальных нервов и их производных образуя в...
76899. Шейное сплетение 179.82 KB
  Ветви и области иннервации. Ветви подразделяются на кожные мышечные и смешанные короткие и длинные. В каждом сплетении правом и левом имеются следующие ветви.