Интегралды операциалық күшейткіштер

ОК – бұл көпкаскадты ТТК дифференциалдық кірісі (симметриялық) мен біртактілік шығысы (симметриялы емес) бар. Интегралдық орындауда ОК жоғары тұрақтылықты, кеңжолақты, үлкен коэффициентті күшейткіші болып келеді. Сондықтан ОК нақты көрсеткіштері бар өздік компонент деп қарастыруға болады, оның екі кірісі бар:

1) инвертелетің, кернеу фаза бойынша 180^о шығысқа қатысты бұрылған;

2) инвертемейтің,ондағы кернеу фаза бойынша кіріспен дәл келеді.

Сурет 11.1 ОК шартты белгісі

Кіріс сигналдары біркелкі “жалпы шинаға “ қатысты беріледі, ал шығыс сигналы дәл осы жалпы шинаға қатысты алынады.Дифференциалды кірісі бар бірінші каскад - ДК үлкен синфазды кернеуді алуға қамтамасыз ету және стабильді көрсеткіштерімен иелену керек.

ОК негізгі көрсеткіштері.

Төменгі жиілікте өлшенген, К.Т.Б. жоқ, кернеу бойыншаK_uкүшейту коэфициенті.

. K_u өткіздіру сипаттамасы сызықты аумақтана құрайды 5^.10³... 10⁶. Сызықты диапазонының шегінде ОК шығыс каскадынын қанығуы болады және шығыс кернеу дің өзгеруі тоқталады.

Сурет 11.2. ОК өткіздіру сипаттамасы

Біркелкі күшейткіш жиілігі f₁, онда K_u модулі бірге тең, яғни 0дБ.

Сурет 3. ОК амплитудалы-жиіліктік сипаттамасы

Шығыс кернеудің өсу жылдамдығыV_u._шығ, В/мкс-бұл

Өсу жылдамдығының шығу кернеуі V_u._вых, В/мкс – бұл максималдық жылдамдықтың шығу өзгеруінің сигналына түсетін тікбұрышты кернеу амплитудасы,қанығу облысының екі жақты полярлығына тусетін шығу каскады.Қазіргі жылдамдық ОК шегінің 0.2-ден 400В/мкс-қа дейін.Бұл көрсеткіш бірқалыпты синусоидалы сигналды нұсқау етеді, мұндай шыға алатын ОК бұрмалау емес тербеліс амплитудасы.

Кіріс көрсеткіштері.

Кернеудің нөлдік ығысуы U –бұл потенциал шығу ОК-дегі нөлдік кіру сигналы, жасанды К-ға. Мұндағы U – ондық-бірлігі мВ. Көп жағдайда ОК-ке қорытынды қосымша тізбектерді нөлдік келтіруге қосу (NC).

Кіріс токтары – бұл токтар транзистор базасының кіру дифференциалдық каскады I-жүздік жарты-бірлік мкА. Кей жағдайда өріс транзистордың қолданылуы – бұл ағым-жартысы нА. Кіру токтары I.I түсү кернеуіне қарсылық көрсетеді,қосылған көз сигналымен және кіру ОК шегінде. Сондықтан идеалды жағдайда да міндетті түрде алу қарсылығы бірдей.

Әртүрлі кіру токтары әртүрлі мәнде болуы мүмкін.

Кіріс қарсылықтары R_кір._ди.

дифференциалдық сигналы бірнеше ондық кОМ-нан жүздік Мом. Кіру қарсылықтары синфазалық сигналы үшін бірнеше жоғары қатарда R_кір._диф.

Босау коэффициентінің синфазлық сигналы

60-тан 110-ға дейін дБ,көбінесе мыны мән болады 70-тен 80-ге дейін дБ.

Шығыс көрсеткіштері.

Шығыс қарсылықтары R_шығ

Жүздік ОМ,анықтамаларда сирек кездеседі.

Шығыс тогы I_шығ._max немесе минималдық қарсылық ауырлығы R_н._min.В көбінесе ОУ R_н._min=2кОм.

Максималдық шығу кернеуі U_шығ._max кернеу қорегіне тиісті.

Көбіне сұлбатехникасы ОУ тікелей емес байланысты. Сұлба К140УД1(А,Б ).

Кіру ДК Екінші каскад Шығу каскады

Кu1»40 Кu2»20 Кu3»3¸5

Сурет 11.4. ОК принципиалдық сұлбасы.

Келісу деңгейі:

Егер U_хв._дф,нөлге тең блса,онда U_шығ нөлге тең болады.

Операциялық күшейткіштердің қасиеттері, кері байланыспен қамтылуы.

Бқл жерде қолданылатын екі нақты сұлбаның қосылуы ОК теріс қолданылуынан К.Б.(кері байланыс):

· Кіріс инвертсіз сигналына берілуі

· Кіріс инвертті сигналына берілуі.

Сурет 11.5 ОК қамтылған Т.К.Б.

Бірінші сұлба кезектескен Т.К.Б. кернеумен,екіншісі- праллель Т.К.Б кернеумен.

Егер тізбек К.Б. резисторға қолданылса ,онда сұлба масштабтық күшейткіш болады.

Дәріс тақырыбы.

Шешуші күшейткіштер

Операциялық күшейткіштің базасында инверттемейтін күшейткіш.

Сурет 1.Инверттемейтін күшейткіш схемасы

Теріс кері байланыс (ТКБ)

U_шығ = (U_кір - U_OC) × K_U = U_кір – U_OC = ;

K_U → ∞, U_кір – U_OC = 0, U_кір = U_OC;

;

Кері байланыспен схеманы беру коэффициенті.

;

Кu-ге тәуелді емес П схемасы кері байланыспен (КБ)

Кu шашырауы мен температурадан тәуелділігі жоқ.

Операциялық күшейткіштің базасында интерттейтін күшейткіш.

U₂ = 0, өйткені жерге қосылған.

Сурет 2. Интерттейтін күшейткіштің схемасы

i₁ + i₂ = i_ВХ = 0, значит i₁ = -i₂

;

;

Байланыс паралельді, өйткені кернеу жиналмайды, тек қана ток. Бұл тек қана теориялық схема, тізбектің коррекциясы жоқ.

Операциялық күшейткіштің базасында инверттейтін күшейткіш.

Сурет 3. Инверттейтін сумматор схемасы.

i₁ + i₂ + … + i_n = i_OC

Rкб кері байланыстың қатынасы R кіріске салмақты коэффициент деп атауға болады. Егер R_OC = R₁ = R₂ = … = Rn, R=..........

Сумматор таза күйде екен,әйтпесе сумматорда салмақты коэффициентпен аламыз.

Сурет 4. Инверттейтін интегратор схемасы

Егер операциялық күшейткішті идеальды деп санасақ:

К_U ® ¥, R_кір ® ¥, R_шығ ® 0, то

Компараторлар

Компаратор – бұл кіріс сигналдардың қатынасына байланысты U_шығ бір күйден екінші күйге секірмелі өзгеретін бастапқы элемент.

Комператорларды операциялық күшейткіштер негізінде орындауға болады (баспа элементтерімен) бірақ компараторлардың бөлек интегралды михросхемалары бар.

Операциондық күшейткіш сигналдардың екі түрін күшейтеді: біріншісі тіреушті, екіншісі кірісті:

Сурет 5.Операциялық күшейткіште компаратордың схемасы

, Кезінде өзгермейді; кезінде секіріс тәріздес. кезінде, бұл өте тұрақсыз күйі.

Сурет 6. Компаратордың жұмыстың уақытша диаграммасы

Компаратор түрлендіргіш болып қызмет атқара алады Sin

ТКБ бар компаратор ығысуы бар сипаттама мен “Шмидт триггері” бар компаратор дейді.

Сурет 7. Оң кері байланысты компаратор схемасы

Беріліс сипаттамасын көрсетеміз:

Сурет 8 Триггер Шмидт беріліс сипаттамасы

Дәріс тақырыбы