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

36483. Основные особенности и достижения неолитической цивилизации 32 KB
  Начало неолитической цивилизации связывают с неолитической революцией. Достижения неолитической цивилизации: Возникла первая форма собственности общинная собственность на землю; Появляется объекты собственности сельскохозяйственные земли пастбища охотничьи и рыболовные угодья; Возникает частная собственность при необходимости защита частной собственности; Формирование первых политических институтов крупные межобщинные объединения; Духовный мир выходит на новый уровень возрастает уровень познания окружающего мира;...
36484. Основные особенности и достижения раннеклассовой цивилизации 32.5 KB
  Если в неолитическую эпоху основные изменения были связаны с технологиями то для раннеклассовой цивилизации характеры значительные изменения в экономическом способе производства и социальнополитические отношения. Происходит городская революция создания центров локальной цивилизации в сети крупных городов. Города не только служили центрами ремесла но и позволяли сконцентрировать материальные и духовные ресурсы цивилизации для ее развития.
36485. Цивилизации Древнего Египта: развитие и основные достижения 38.5 KB
  Экономика Древнего Египта в основном базировалась на земледелии. Хорошие плодородные почвы Египта и мастерство земледельцев позволяли не только обеспечивать сельское население продуктами питания но и создавать избыточный продукт. Еще в период Древнего царства сложились торговые пути из Египта в Нубию на Синай в Палестину и Сирию.
36486. Духовный мир человека древних обществ 36.5 KB
  В Египте в отличие от всех существовавших цивилизаций сакрализация достигла максимально возможного уровня. Высокого уровня в Древнем Египте достигли различные виды искусства которые были прежде всего составной частью заупокойного ритуала. В Египте появился уникальный литературный жанр книги мертвых религиозные тексты которые помещали в гробницу. В Древнем Египте все специальные знания концентрировались в небольшой группе жрецов.
36487. Древняя Греция – основные достижения в экономической, политической и духовной сферах 42 KB
  Формируется теоритеческая база науки. Процесс становления древнегреческой науки шел через отделение научного элемента от фантастического. Итак появление науки в Древней Греции способствовал ряд предпосылок: У греков отсутствовала каста жрецов и поэтому научные знание были доступны любому гражданину; Демократическая форма правления в государстве что гарантировало гражданские права и необходимость их отстаивания с помощью риторики основанной на аргументации и убеждении оппонента. Развиваются такие науки как математика геометрия...
36488. Українська мова. Відповіді на екзаменаційні питання 5.99 MB
  рикметники, у яких є закінчення, називаються повними: добрий, вільна, славне, зелені, батькового, материна. Ці форми є звичайними для сучасної української мови.У народній творчості та в поезії вживаються також нестягнені повні прикметники: вірная (замість: вірна), вечірнюю (замість: вечірню), синєє (замість: синє), молодії (замість: молоді).
36489. Співвідношення між ентропією та імовірністю, формула Больцмана 170.77 KB
  В теорії Дебая зміщення атомів представляється як система поздовжніх та поперечних хвиль суцільного однорідного твердого тіла. Система хвиль має широкий спектр частот. Всі хвилі з будьякими частотами малої швидкості відповідають поперечним і поздовжнім хвилям у твердому тілі тобто нехтуємо дисперсією хвиль. Система хвиль таким чином складається із поздовжніх та поперечних хвиль.
36490. Розподіли Гаусса і Пуассона як частинні випадки біноміального розподілу 210.63 KB
  Для кожного тіла можна записати термічне рівняння стану та його внутрішню енергію як функцію параметрів які визначають його стан наприклад . Як називається це рівняння Це калоричне рівняння. Обидва ці рівняння не можуть бути отримані методами формальної термодинаміки. Якщо відомо відоме термічне рівняння стану то теорема Карно дозволяє в загальному вигляді розвязати питання залежності внутрішньої енергії від обєму.
36491. Середня довжина вільного пробігу молекул, її залежність від тиску і температури 242.26 KB
  Середня довжина вільного пробігу молекул її залежність від тиску і температури. Розглянемо молекулу яка рухається із деякою середньою швидкістю і при зіткненнях не змінює швидкості. Будемо вважати що рухається тільки одна молекула за якою ми спостерігаємо а решта нерухомі. Виберемо проміжок часу рівний одній секунді тобто будемо розглядати шлях молекули за одиницю часу.