Усилитель переменного

Усилитель операционный (К=оо) ^ Усилитель логарифмирующий. Усиление по входу а равно — 1, по входу Ь —2.

§ 4.14. Операционный усилитель. Операционный усилитель (ОУ) — это усилитель с очень большим входным сопротивлением, очень малым выходным сопротивлением и очень большим коэффициентом усиления k (теоретически fe-x», практически ЛлгК^-йО5 ). ОУ выполняют по интегральной технологии в виде отдельного кристалла, поэтому его можно считать самостоятельным активным элементом схем, подобно транзистору. Коэффициент усиления k = —&0/(1+/(от). Знак минус обусловлен тем, что вход / является инвертирующим. Постоянная времени т учитывает инерционные свойства ОУ.

Усилитель операционный 287

В настоящее время одним из основных видов усилительных устройств, применяемых в различных устройствах техники, в том числе и в аппаратуре связи, является операционный усилитель. Операционный усилитель приближенно реализует основную аналоговую функцию усиления.

Операционный усилитель (ОУ) — усилитель постоянного тока с дифференциальным входом, выполненный по интегральной технологии.

Реальный операционный усилитель (ОУ) — это усилитель с большим коэффициентом усиления и непосредственными связями, применяемый, в основном, в качестве активного элемента в схемах с обратными связями.

Операционный усилитель с отрицательной обратной связью широко использовался в аналоговых вычислительных машинах (АВМ) для реализации традиционных математических операций.

Идеальный операционный усилитель — операционный усилитель, имеющий К=°°, RBX=0°, RBblx-0-

8 Операционный усилитель усилитель постоянного тока с дифференциальным входом, выполненный по интегральной технологии

9 Идеальный операционный усилитель операционный усилитель, имеющий К'ц — °°, R'B v = °°, R'Bblx ~ 0

Угол управления 204 Управляемый выпрямитель 204 Усилитель операционный 171

Электронный вольтметр, выполненный по схеме 15.31,6, имеет большие чувствительность и точность, так как сначала следует усилитель переменного тока <У^, а потом выпрямитель В. Однако расширение частотного диапазона связано со значительными трудностями.

точность измерения. В случае преобразования сигнала постоянного тока в переменный появлягтся возможность замены низкостабильного усилителя постоянного тока на высокостабильный усилитель переменного тока.

Задача 8.44. Усилитель переменного тока (см. -8.9,6) имеет сопротивления резисторов #Bi=2,0 кОм, Явг^О кОм, -
Напряжение и2 с выхода усилителя подается на демодулятор Д, который преобразует его в напряжение мвых, совпадающее по форме с напряжением ывх. Так как усилитель переменного напряжения не имеет дрейфа, его дрейф определяется только дрейфом модулятора. Дрейф демодулятора можно не принимать во внимание, поскольку на его вход подается сравнительно большое напряжение, порядка нескольких вольт.

УПТ имеют малый дрейф нуля, большой коэффициент усиления на низких частотах и не нуждаются в подстройке нулевого уровня. На 3.39 приведена структурная схема усилителя с преобразованием постоянного тока в переменный, где М—модулятор, У—усилитель переменного тока, ДМ—демодулятор. Такой УПТ часто называют усилителем с модуляцией и демодуляцией (МДМ).

Неинвертирующий усилитель на ОУ может быть выполнен и как усилитель переменного тока. Для этого следует использовать разделительный конденсатор во входной (или выходной) цепи. Отметим, что для получения минимальных искажений в ОНЧ разделительный конденсатор следует включать не в выходную, а -во входную цепь усилителя.

Модулятор i — *• Усилитель переменного напряжения Детектор Фильтр KUOK(t)

Вольтметры действующего значения могут строиться с применением также электростатического механизма. В этом случае в состав вольтметра входит делитель напряжения, усилитель переменного напряжения и электростатический механизм.

На 3.20 представлен усилитель типа МДМ (модулятор* — усилитель переменного напряжения — демодулятор) для работы с напряжениями в диапазоне, соответствующем милливольтам [40]. Усилитель состоит из амплитудно-импульсного модулятора на основе ключей Sx ... S4, усилителя переменного напряжения У с коэффициентом усиления /Су, однополупериодного демодулятора на основе конденсатора С\ и ключа S6, а также выходного фильтра нижних частот (резистор ?>! и конденсатор С2).

Сравнительный анализ трех возможных способов построения-УГС показывает, что первый способ построения малоэффективен и дает малый выигрыш по сравнению с усилителями с конденсаторными связями. Второй способ наиболее универсален и дает в ряде случаев возможность обойтись одним навесным конденсатором, стоящим в цепи обратной связи усилителя, который из-за своей большой величины не может быть выполнен непосредственно в интегральной схеме. Третий способ в принципе дает возможность выполнить усилитель переменного тока в виде одной интегральной схемы, поместив входную и выходнук> емкости непосредственно в интегральную схему (при усилении сравнительно высоких частот входного сигнала). Естественно, он требует весьма высокой технологической и схемотехнической культуры от разработчика и изготовителя усилителя, причем '-iiH требования возрастают при увеличении требуемого коэффициента усилителя УГС. В конечном счете и при выполнении усилителя по третьей структурной схеме целесообразно в какой-то мере стабилизировать его характеристики обратной связью по постоянному току.

Структурная схема такого усилителя изображена на 7.8, где обозначены: М — модулятор; У — усилитель переменного тока; ДМ — демодулятор; ФНЧ — фильтр низких частот и Г — генератор