6.6. Найважливіші показники операційних підсилювачів

Для оцінки розмірів, об'єму і маси інтегральних ОП використо­вують такий показник, як щільність пакування елементів у заданому об'ємі і на заданій площі. Основні параметри, які характеризують якість ОП, діляться на відносні і такі, які мають розмірність напруги, струму, потужності та частоти.

Важливі відносні параметри такі: коефіцієнт підсилення напру­ги К_пU (відношення вихідної напруги ОП до вхідної напруги); коефі­цієнт підсилення потужності К_пР (відношення вихідної потужності ОП до вхідної потужності); коефіцієнт ослаблення синфазних вхідних напруг К_ос.сф (відношення коефіцієнта підсилення напруги ОП до коефіцієнта підсилення синфазних вхідних напруг за формулою (5.46)).

Параметри, що мають розмірність напруги, струму або потужності, такі: мак­симальна вхідна напруга U_{вх mах} (найбільша вхідна напруга, за якої вихідна напруга відповідає заданій); мінімальна вхідна напруга U_{вх mіn} (найменша вхід­на напруга, при якій вихідна напруга відповідає заданій); максимальна вихідна напруга U_{вих mах} (найбільша вихідна напруга, при якій зміни параметрів ОП відповідають заданим); напруга джерела живлення ОП Е_С; струм споживання І_сп, (струм, що споживає ОП від джерел живлення у заданому режимі); потужність споживання Р_сп (потужність, що її споживає ОП від джерел живлення в заданому режимі).

Параметри, що характеризують частотні властивості ОП, такі: нижня гра­нична частота ƒ_н (верхня гранична частота ƒ_в) смуги пропускання - найменша(найбільша) частота, на якій коефіцієнт підсилення зменшується на 3 дБ від значення на заданій частоті; смуга пропускання Δƒ (діапазон частот між верхньою і нижньою граничними частотами ОП).

Для узгодження ОП з джерелом підсилюваного сигналу і навантаженням ве­лике значення мають такі параметри підсилювача, як вхідний опір R_вх (вихідний опір R_вих ) - опір з боку входу (виходу) ОП відносно загального виводу .

6.7. Інвертуюче, неінвертуюче та диференційне ввімкнення операційних підсилювачів

В залежності від підсилюваного сигналу, що подається на вхід ОП, а також від зовнішніх компонентів, що під'єднуються до нього, може бути інвертуюче, неінвертуюче та диференційне ввімкнення підсилювача.

Схема інвертуючого ввімкнення ОП показана на рис. 6.12, а, Через те, що підсилення ОП дуже велике, то з невеликою помилкою можна вва­жати таку модель ідеальною, що відповідає виконанню умов К_пU → ∞ та К_пІ → ∞, де К_пU та К_пІ - коефіцієнти підсилення за напругою і струмом без зворотного зв'язку. Якщо при цьому охопити підсилювач пара­лельним зворотним зв'язком за напругою через резистор R2, то будь-який незначний сигнал на вході підсилюється і передається по колу зворотного зв'язку У вхідне коло ОП, компенсуючи вхідний сигнал таким чином, що в стані рівноваги (в стаціонарному режимі) U_вх = 0. Оскільки вхідний опір підсилювача також великий, то можна вважати, що струм джерела сигна­лу І_д протікає лише через резистор R2, спад напруги на якому за рахунок цього струму

U_R2 = I₂R₂ = - I_дR₂ = - E_д(R₂/R₁). (6.3)

Оскільки потенціал у точці А, де додаються струми, практично дорівнює нулю, то

U_вих = U_R2 = - E_д(R₂/R₁), (6.4)

звідки одержимо коефіцієнт підсилення ОП з врахуванням того, що коефіцієнт передачі напруги зворотного зв'язку β_U = R₁/R₂ .

К_пUзз = U_вих/E_д = - R₂/R₁= - (1/β_U). (6.5)

Знак "-" у рівнянні (6.5) вказує на інвертування фази (полярності) вхідно­го сигналу.

Рис. 6.12