Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Лекція №17 Тема лекції: Функціонування операційного посилювача, що використовується як: повторювач напруження, компаратор. План лекції

Скачати 30.69 Kb.

Лекція №17 Тема лекції: Функціонування операційного посилювача, що використовується як: повторювач напруження, компаратор. План лекції




Скачати 30.69 Kb.
Дата конвертації22.04.2017
Розмір30.69 Kb.
ТипЛекція

Лекція №17

Тема лекції: Функціонування операційного посилювача, що використовується як: повторювач напруження, компаратор.



План лекції

1. Повторювач напруження

2. Компаратор

Література

1. Кучумов А.И. Электроника и схемотехніка – 2002. ст. 159-168.

2. Ю.П.Колонтаєвський „Промислова електроніка та мікросхемотехніка: теорія і практикум” – 2003. ст. 123-124.

3. Опадчий Ю.Ф. Аналоговая и цифровая электроника – 2000. ст. 287-289, 367-370.



Зміст лекції

1. Повторювач напруги

Оскільки на вході ОП стоїть диференціальний інвертуючий каскад посилення що має, і неінвертуючий входи, то розрізняють два основні види включення – інвертуюче і не інвертуюче. Окрім цього ОП за рахунок високого коефіцієнта посилення повинен бути охоплений глибокою ВЗЗ для забезпечення стійкості його роботи.

Повторювач напруги - підсилювач електричних коливань, охоплений 100% негативним зворотним зв'язком, в якому вихідна напруга повністю подається на вхід в протифазі з вхідною напругою. Така схема має коефіцієнт передачі по напрузі менше одиниці, проте володіє посиленням по струму і потужності. Із збільшенням коефіцієнта посилення К0 приладу, на якому зібраний повторювач напруги, коефіцієнт передачі повторювача напруги К наближається до одиниці згідно із законом К=К0/(К0 1). Глибокий зворотний зв'язок забезпечує високий вхідний і низький вихідний опір і широку смугу пропускання повторювача напруги, а також знижує спотворення сигналу, обумовлені нелінійністю підсилювального приладу (нелінійні спотворення). Звичайно повторювач напруги будується на одиночних біполярних і польових транзисторах або на ОП.

Вихід з'єднується з інвертуючим входом, а вхідний сигнал подається на неінвертуючий вхід (стежачий підсилювач).

Повторювачі напруги використовуються для розв'язки і узгодження окремих вузлів електронних пристроїв, як вхідні каскади радіоапаратури і т.п.

Смуга пропускання частот (англ. Bandwith) - діапазон частот, у межах якого амплітудно-частотна характеристика (АЧХ) акустичного, радіотехнічного або оптичного пристрою є досить рівномірною для того, щоб забезпечити передачу сигналу без суттєвого викривлення його форми.

Спотворення сигналу - зміни сигналу, викликані розбіжністю ідеальних і реальних характеристик систем його обробки та передачі. В залежності від характеру змін спектру вхідного сигналу поділяються на нелінійні (частотні, інтермодуляційні, фазові), динамічні тощо.

Польови́й транзи́стор, FET (англ. Field-effect transistor) - напівпровідниковий пристрій, переважно із трьома виводами, в якому сила струму, що протікає між двома електродами (витоком і стоком) регулюється напругою, прикладеною до третього електрода (затвора).

Вхідни́й сигна́л (автоматика) - зумовлений (заздалегідь обумовлений) стан або зміна стану параметра, що відображає інформацію, яка міститься у впливі. Звичайно сигнал виражається певною математичною функцією, що однозначно відображає зміни у часі певного представницького параметра.

Електро́ніка (від грец. Ηλεκτρόνιο - електрон) - наука про взаємодію електронів з електромагнітними полями і про методи створення електронних приладів і пристроїв, в яких ця взаємодія використовується для перетворення електромагнітної енергії, в основному для передачі, обробки і зберігання інформації.

Велика смуга пропускання обумовлює широке вживання емитерных і істокових повторювачів у ВЧ-схемах.

2. Компаратор

Компаратори - це електронні пристрої, призначені для порівняння на­пруг.

При́стрій (англ. device, appliance, нім. Vorrichtung f, Einrichtung f) - обладнання, конструктивно завершена технічна система, що має певне функціональне призначення і за допомогою якої виконується яка-небудь робота або спрощується, полегшується певний процес.

Схема найпростішого компаратора ви­конує порівняння вхідного сигналу Uвх з опорною напругою Uоп. Сигнал на виході ОП змінює полярність, коли ці напруги зрівнюються, як показа­но на часових діаграмах роботи компаратора. Вихідний сигнал компаратора майже завжди діє на входи логічних ланцюгів і тому узгоджується по рівню і потужності з їх входами. Таким чином, компаратор - це елемент переходу від аналогових до цифрових сигналів, тому його іноді називають однобітовим аналого-цифровим перетворювачем.

Цифрови́й сигна́л - дискретний сигнал з певним значенням інформативного параметра, яке визначається у цифровій формі. Цифрові сигнали є цифровим зображенням дискретного сигналу, який часто видобувається шляхом квантування аналогового сигналу.

Ана́лого-цифрови́й перетво́рювач, АЦП (англ. Analog-to-digital converter, ADC) - пристрій, що перетворює вхідний аналоговий сигнал в дискретний код (цифровий сигнал), який кількісно характеризує амплітуду вхідного сигналу.



Коли Uоп=0, маємо нуль-орган, що фіксує відхилення Uвх від нульо­вого значення.

Компаратор - це чи не єдине використання ОП без зворотних зв'язків, коли напряму використовується його великий коефіцієнт підсилення: най­менша різниця потенціалів між входами призводить до насичення ОП.

Передавальний коефіцієнт або Коефіцієнт передачі - відношення значення сигналу на виході деякої системи до відповідного вхідного сигналу.

Різниця потенціалів - характеристика електричного поля, різниця електростатичних потенціалів у двох точках простору.

При цьому маємо знак вихідної напруги « »; коли напруга на неінвертуючому вході більш позитивна ніж на інвертуючому «-», коли навпаки.

Живити ОП у даному разі можна і від однополярного джерела, бо він фактично порівнює синфазні напруги.

Найпростіший компаратор є диференціальним підсилювачем. Компаратор відрізняється від лінійного операційного підсилювача (ОП) пристроєм і вхідного, і вихідного каскадів:

Вхідний каскад компаратора повинен витримувати широкий діапазон вхідних напруг між інвертуючим і неінвертуючим входами, аж до розмаху живлячих напруг, і швидко відновлюватися при зміні знаку цієї напруги.

Операці́йний підси́лювач, ОП (англ. operational amplifier) - підсилювач постійного струму з диференційним входом, що має високий коефіцієнт підсилення. Призначений для виконання різноманітних операцій над аналоговими сигналами, переважно, в схемах з негативним зворотним зв'язком (НЗЗ).

Вихідний каскад компаратора виконується сумісним по логічних рівнях і струмах з конкретним типом входів логічних схем (технологій ТТЛ, ЕСЛ і т. п.). Можливі вихідні каскади на одиночному транзисторі з відкритим колектором (сумісність з ТТЛ і КМОП логікою).

Для формування гістерезисної передатної характеристики компаратори часто охоплюють позитивним зворотним зв'язком. Цей захід дозволяє уникнути швидких небажаних перемикань станів виходу, обумовленому шумами у вхідному сигналі, при вхідному сигналі, що повільно змінюється.

При подачі еталонної напруги порівняння на інвертуючий вхід вхідний сигнал подається на неінвертуючий вхід, і компаратор є неінвертуючим (повторювачем, буфером).

При подачі еталонної напруги порівняння на неінвертуючий вхід вхідний сигнал подається на інвертуючий вхід, і компаратор є інвертуючим (інвертуванням).



Дещо рідше застосовуються компаратори на основі логічних елементів, охоплених зворотним зв'язком.


Скачати 30.69 Kb.

  • Зміст лекції