Курс лекций по электронике. Курс лекций Курс лекций 1 Введение 4 Полупроводниковые диоды 7

• Название: Курс лекций Курс лекций 1 Введение 4 Полупроводниковые диоды 7
• Анкор: Курс лекций по электронике.doc
• Дата: 16.05.2017
• Размер: 5.23 Mb.
• Имя файла: Курс лекций по электронике.doc
• Тип: Курс лекций; #7720
• страница: 13 из 27

Современный входной дифференциальный каскад

Схема показана на рис. 79. VT1 и VT2 с источником тока I₀ пов-

торяют первую схему. Добавлены VT3 и VT4, образующие повторитель

тока эмиттера транзистора VT1. Ток 2I_б при больших коэффициентах усиления 0. Схема на транзисторах VT3 и VT4 называется “токовое зеркало”.


При Uвх=0: I_VT1=I₀/2, I_VT2=I₀/2, I_VT4=I_VT1=I₀/2. Т.к. I_VT2=I_VT4 , то I_н=0. При Uвх0: VT1-открыт, VT2 -закрыт, I_VT1=I_VT4=I₀, I_VT2=0, поэтому I_н=I_н1=I₀.

При Uвх0: VT1 -закрыт, VT2 -открыт, I_VT1=I_VT4=0, I_VT2=I₀, поэтому I_н=I_н2= I_0.

Существуют и другие варианты подобных каскадов. Для получения большого коэффициента усиления операционные усилители обычно дела-

ются трехкаскадными. Следующий второй каскад называется промежуточным каскадом.

Промежуточный каскад

Он может быть выполнен:

а) как первый входной каскад;

б) с общим эмиттером;

в) с общим коллектором.

Выходной каскад

Чаще всего применяется реверсивный эмиттерный повторитель на транзисторах разного типа проводимости. Схема его показана на рис. 80.

5.2.3. Основные схемы включения ОУ.

Инвертирующее включение

ОУ обычно применяется с обвязывающими цепями. Применение

этих цепей позволяет выполнять с помощью его математические операции:

алгебраическое суммирование, интегрирование, дифференцирование. Инвертирование - это изменение знака. Одновременно со всеми указанными операциями выполняется усиление входного сигнала.

Типовая схема инвертирующего включения представлена на рис. 81. Схема замещения выходной цепи представлена на рис. 82.

На основе свойств ОУ можно записать следующие уравнения:

Iвх=Uвх/Zвх;

Iос=Iвх;

Iос= Uвых/Zос.

На основе этих уравнений получаем:

Uвых/Zос=Uвх/Zвх;

Uвых= Zос/ZвхUвх;

Uвых/Uвх= Zос/Zвх,

где Zос/Zвх=Ку -коэффициент усиления схемы.

Отношение Uвых/Uвх в случае, если каждая из этих величин записа-

на в преобразовании Лапласа, называется передаточной функцией схемы.

Понятие передаточной функции - одно из основополагающих понятий тео-

рии управления.

Применение инвертирующего усилителя

в качестве интегратора

Схема представлена на рис. 83. На ней: Zвх=Rвх; Zос=1/pCос.Тогда
Uвых/Uвх=1/(pCосRвх)=1/pТ_и,
где Т_и=СосRвх-постоянная интегрирования.

Получение этих же зависимостей с помощью подробного описания

на основе двух свойств ОУ:

i_вх=u_вх/Rвх;

i_вх=i_ос.

Выходное напряжение ОУ:

u_вых= –1/Cосi_осdt= –1/Cос(u_вх /Rвх)dt= –1/(CосRвх)u_вх dt  –1/(pСосRвх)Uвх.

Диаграмма работы интегратора представлена на рис. 84.

Схема дифференцирования

Схема представлена на рис. 85.

Zвх=1/pСвх; Zос=Rос;

Uвых/Uвх=Rос/(1/ рСвх)= рСвхRос=рТд,

где Тд=СвхRос - постоянная дифференцирования.

Диаграммы работы представлены на рис. 86, где /2 -сдвиг по фазе.

Амплитуда выходного сигнала зависит от Тд (чем больше Тд, тем больше

амплитуда).

Схема суммирования

Схема представлена на рис. 87. Исходные уравнения:
I1=Uвх1/Rвх1; I2=Uвх2/Rвх2; I3=Uвх3/Rвх3; Iос=I1+I2+I3; Uвых=IосRос.

Отсюда

Uвых= Uвх1Rос/Rвх1 + Uвх2 Rос/Rвх2 + Uвх3Rос/Rвх3.
Входов может быть сколько угодно, знаки входных напряжений произвольны.

Если в качестве Zос применить Cос, то одновременно с суммировани-

ем будет выполняться и интегрирование.

На практике резисторы устанавливаются величиной 1кОМдесятки кОМ.

5.2.4. Неинвертирующее включение

Схема представлена на рис. 88. Другое возможное изображение представлено на рис. 89. Исходные уравнения:

I1=Uвх/R1; I1=Iос; Iос=(Uвых-Uвх)/Rос.

Отсюда


Uвх/R1=(Uвых-Uвх)/Rос; Uвх/R1+Uвх/Rос=Uвых/Rос.

Следовательно,

Uвых=(Rос/R1+1) Uвх =(Rос+R1)/R1Uвх

или

Uвых/Uвх=(Rос+R1)/R1.