Дифференциальные усилители. Принцип работы. Назначение элементов электрической схемы. Расчет параметров по постоянному и переменному току. Особенности параметров.
Дифференциа́льный усили́тель — электронный усилитель с двумя входами, выходной сигнал которого равен разности входных напряжений, умноженной на константу. Применяется в случаях, когда необходимо выделить небольшую разность напряжений на фоне значительной синфазной составляющей
Зачастую, для предварительного усиления слабого дифференциального сигнала в высокоточных системах от усилителя требуются высокие параметры точности коэффициента усиления, а так же большое входное сопротивление. Точность коэффициента усиления обычно обеспечивают применением глубокой отрицательной обратной связи (ООС), охватывая ею операционный усилитель(ОУ). Однако дифференциальный усилитель на базе одного ОУ не обеспечивает высокого входного сопротивления порядка нескольких Мом.
Диф. Усил. На базе ОУ
дифференциального усилителя на базе электронного моста с n-p-n биполярными транзисторами
Операционные усилители. Идеальные и реальные характеристики и параметры оу. Структурная схема. Назначение каждого блока структурной схемы.
Операционный усилитель (ОУ) — это усилитель постоянного тока с большим стабильным коэффициентом усиления, имеющим дифференциальный вход (два входных вывода) и один общий выход (рис 3.10).
Название ОУ связано с первоначальным их применением главным образом для выполнения различных операций над аналоговыми величинами (суммирование, вычитание, дифференцирование, интегрирование и др.) Благодаря развитию интегральной технологии отрылись более широкие схемотехнические возможности использования ОУ.
ОУ используется как многоцелевые элементы при построении аппаратуры различного назначения. Они применяются в усилительной технике, генерации сигналов синусоидальной и импульсной форм, в стабилизаторах напряжения, активных фильтрах и т. д.
Для достаточной устойчивости и выполнения математических операций над сигналами с высокой точностью реальный операционный усилитель должен обладать следующими свойствами:
-высоким коэффициентом усиления по напряжению, в том числе и по постоянному;
-малым напряжением смещения нуля;
-малыми входными токами;
-высоким входным и низким выходным сопротивлением;
-высоким коэффициентом ослабления синфазной составляющей (КОСС);
-амплитудно-частотной характеристикой с наклоном в области высоких частот -20дБ/дек
Блок 1 — необходим для устранения дрейфа нуля.
Блок 2 — обеспечивает большой коэффициент усиления.
Блок 3 — формирует сигнал на выходе и обеспечивает низкое выходное сопротивление.
Параметры ОУ:
-напряжение смещения нуля Uсм;
-температурная чувствительность напряжения смещения нуля dUсм/dT;
-ток смещения ∆Iвх;
-средний входной ток Iсрвх.
КU- коэффициент усиления ОУ КU=UВЫХ / (UВХ2- UВХ1), RВХ- входное сопротивление (БТ- входной каскад выполнен на биполярных транзисторах, ПТ- на полевых транзисторах), RВЫХ- выходное сопротивление, f1- частота единичного усиления, т. е. частота, на которой коэффициент усиления снижается до единицы, KОС СФ- коэффициент ослабления синфазного сигнала
KОС СФ= КU /КU СФ. КU СФ= UВЫХ/ UВХ. UВХ= UВХ1= UВХ2.