и до аналізу роботи ідеального ОУ, необхідно зробити кілька припущень які полягають у наступному: струм, поточний через входи ОУ, приймається рівним нулю, коефіцієнт посилення ОУ передбачається нескінченно великим. Звідси випливало б, що вихідна напруга може досягти будь-якого значення, але в реальності воно обмежене рівнями напруги живлення.
Припущення про нескінченність коефіцієнта посилення ідеального ОУ тягне за собою те, що різниця напруг між входами ОУ дорівнює нулю. Це означає, зокрема, що якщо один з входів з'єднаний, наприклад, із землею, то й інший вхід має такий же потенціал. Так само вхідний імпеданс ОУ нескінченний. У більшості реальних ОП при малих струмах навантаження вихідний опір складає долі ома, так що це допущення в більшості випадків досить близько до істини. Так само амплітудно-частотна характеристика у ідеального ОУ абсолютно плоска і отже коефіцієнт посилення у ідеальних ОУ не залежить від частоти сигналу [1].
3.1 Деякі особливості схем включення операційних підсилювачів
Неінвертуючий операційний підсилювач . На малюнку 3 показана схема включення неинвертирующего операційного підсилювача. Схема складається з операційного підсилювача резисторів і. Схема працює таким чином - в неінвертуючому підсилювачі вхідний сигнал подається на неінвертуючий вхід ОП. При цьому джерело сигналу бачить нескінченне вхідний опір ОУ. Напруга зсуву нуля дорівнює нулю, і тому інвертується вхід ОП повинен мати той же потенціал, що і инвертирующий. Струм з виходу ОУ створює падіння напруги на резисторі, яке має бути одно вхідній напрузі.
Малюнок - 3 Неінвертуючий підсилювач
Вираз (1) для розрахунку коефіцієнта посилення. У цьому виразі присутні тільки номінали пасивних елементів.
(1)
Інвертуючий операційний підсилювач. На малюнку 4 показана схема инвертирующего підсилювача. Схема складається з операційного підсилювача і резисторів і. Схема працює таким чином - Неінвертуючий вхід ОП у схемі инвертирующего підсилювача повинен бути заземлений. У припущенні, що різниця напруг між входами ОУ дорівнює нулю, ланцюг зворотного зв'язку повинна працювати так, що б підтримувати потенціал инвертирующего входу так само рівним нулю (цей потенціал також іноді називають віртуальної землею). Так як струм через висновок инвертирующего входу передбачається рівним нулю, струми через резистори й рівні між собою за величиною і протилежні за напрямком.
Вираз (2) служить для розрахунку коефіцієнта посилення.
Малюнок - 4 Інвертуючий підсилювач
Коефіцієнт посилення инвертирующего підсилювача залежить тільки від номіналів пасивних елементів, а параметри власне ОУ на нього не впливають. Значення номіналів резисторів залежать від рівнів імпедансів, які необхідно отримати в ОУ. Значення опорів резисторів, що використовуються в ланцюзі ОС, визначають вхідний струм схеми, впливають на чутливість схеми до паразитних ємностей. Однак коефіцієнт посилення визначається тільки відношенням.
(2)
Вхідний сигнал такого підсилювача инвертирован по відношенню до вхідного. Вхідний опір цього підсилювача одно.
Диференціальний операційний підсилювач. Схема диференціального підсилювача зображена на малюнку 5. Схема складається з операційного підсилювача і резисторів і. Диференціальний підсилювач служить для посилення різниці між сигналами, які надходять на його входи.
Малюнок - 5 диференційний підсилювач
Для визначення вихідної напруги диференціального підсилювача при подачі сигналу на його входи можна скористатися виразом (3). Недоліком цієї схеми диференціального підсилювача є принципова неможливість забезпечити ідентичність його вхідних опорів.
(3)
У даній роботі в якості підсилювача буде використовуватися ОУ по неінверсной схемі включення. Тому що в неінверсной схемі включення операційного підсилювача ланцюг зворотного зв'язку включена щодо землі що вкрай зручно для підключення разом з резистором (малюнок 3) або замість нього польового транзистора.
3.2 ОУ з однополярним джерелом живлення
У вище розглянутих схемах підключення ОУ, підсилювачі мають два напруги живлення - позитивний і негативної полярності. При цьому напруга живлення зазвичай вибирається рівним за величиною, а їх середня точка є землею. Сигнали на вході і на виході при цьому подаються і знімаються щодо землі. Проте в сучасній портативній апаратурі з батарейним харчуванням це незручно.
При однополярному харчуванні ОУ необхідно використовувати ланцюг зміщення вихідної напруги так, що б вихідні сигнали могли зміняться в максимально широкому діапазоні, обмеженому нулем (землею) і напругою живлення. Крім того, вхідні сигнали змінюються щодо п...
