Запорожец Издания
Глава 3 ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ С ЗАМКНУТОЙ И РАЗОМКНУТОЙ ПЕТЛЕЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ Исключительно высокий коэффициент усиления по напряжению К, которым обладает типичный ОУ без обратной связи, делает использование ОУ в линейных (без искажений) схемах весьма «деликатным» вопросом. Из-за большого коэффициента усиления относительно малое дифференциальное входное напряжение Увх.д легко может вызвать смещение выходного напряжения ОУ к его предельному значению. При этом выходной сигнал ограничивается и искажается. В данной главе мы рассмотрим, как для уменьшения и стабилизации действующего значения коэффициента усиления по напряжению ОУ применяется отрицательная обратная связь. Действительно, при наличии обратной связи можно выбрать любое необходимое значение коэффициента усиления, однако оно не должно превышать величины коэффициента усиления К ОУ без обратной связи. 3.1. ОУ без ОС Обычно ОУ относят к линейным устройствам. Это означает, что его .пыходное напряжение Увых имеет тенденцию пропорционально следовать за изменениями приложенного к его входу дифференциального напряжения Увх. д- В определенных пределах изменения выходного напряжения Увх превышают изменения входного напряжения Увх. д в число раз, равное коэффициенту усиления К операционного усилителя без ОС. Однако величина, на которую может отклоняться (раскачиваться) выходное напряжение Уеых, ограничена постоянными напряжениями питания и сопротивлением нагрузки ан. Обычно шкала выходных напряжений ограничена значениями, лежащими между напряжениями -\-V и -V источников питания. Как показано на фиг. 3.1, изготовители ОУ дают графики, показывающие зависимость шкалы выходных напряжений усилителя от напряжения питания, а также от сопротивления нагрузки 7?н. Обратите внимание на то, что меньшим значениям напряжений . питания и сопротивления нагрузки соответствует меньшая Шкала выходных напряжений ОУ. Любая попытка вывести выходные сигналы за эти пределы приводит к их резкому ограни-
5 W 15 Иапряженае патанип±\/,В «t3 g 22 20 \" \ Ю в
OJ 0,2 0.5 UO 2.0 9.0 /О Сопротивленае нагрузка, кОм Фиг. 3.1. Характеристики типичного ОУ. а-зависимость шкалы выходных напряжений Vjj, от напряжения питания; б-зависимость шкалы выходных напряжений у/ от сопротивления нагрузки R. •tMUH 0+Юв 6-ю В 2и0м?. f* К =10000 6 Срезанная vacmt . Действитетг/ая форпа сигнала Фиг. 3.2. S-дифференциальный входной сигнал; б-ОУ без обратной связи (режим инвертирова-иня); е-форма выходного сигнала при /С=10*, 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106
|