ставлять спеціальні транзисторні схеми (типу генератора струму), що мають невисокий опір в режимі спокою і досить високий опір для підсилюються сигналів.
Операційний підсилювач
ОУ - це підсилювач постійного струму, зобов'язаний своєю назвою тому факту, що спочатку він використовувався в аналоговій обчислювальній техніці для виконання ряду математичних операцій над сигналами - підсумовування, віднімання, множення, ділення, інтегрування і т.п. Це досягалося шляхом введення лінійних і нелінійних ланцюгів зворотного зв'язку. При створенні ОУ на дискретних елементах вони виявлялися дуже громіздкими і дорогими, так як для виконання, заданих операцій були потрібні найскладніші схеми, що складаються з десятків підсилювальних елементів, діодів, і тому вони застосовувалися досить рідко. Сучасні операційні підсилювачі представляють собою підсилювачі постійного струму в інтегральному виконанні з низькими значеннями напруги зсуву нуля і вхідних струмів і з високим коефіцієнтом посилення. За розмірами і ціною вони практично не відрізняються від окремого транзистора. У той же час, перетворення сигналу схемою на ОУ майже виключно визначається властивостями ланцюгів зворотних зв'язків підсилювача і відрізняється високою стабільністю і відтворюваністю. Крім того, завдяки практично ідеальним характеристикам ОУ реалізація різних електронних схем на їх основі виявляється значно простіше, ніж на окремих транзисторах. Тому операційні підсилювачі майже повністю витіснили окремі транзистори в якості елементів схем ( цеглинок ) в багатьох областях аналогової електроніки.
Для забезпечення можливості роботи ОУ як з позитивними, так і з негативними вхідними сигналами, використовується двуполярное живить напруга. Для цього зазвичай передбачаються два джерела постійної напруги, які підключаються до відповідних зовнішніх висновків ОУ.
Аналіз схем, в які входить ОУ, можна істотно спростити, якщо використовувати поняття ідеального ОУ. Прийнято вважати, що ідеальний ОУ має такі властивості:
· нескінченним коефіцієнтом посилення по напрузі диференціального сигналу ( До u ??);
· нескінченним вхідним опором ( R ВХ??);
· нульовим вихідним опором ( R ВИХІД? 0);
· рівністю нулю вихідної напруги при рівних напружених на входах;
· нескінченно широкою смугою пропускання (0 ...? Гц);
· рівень шуму U ш=0.
Залежно від конкретного застосування ЗУ в реальних пристроях до них пред'являють і додаткові вимоги, пов'язані зі специфікою даного пристрою.
Слід зазначити, що ряд сучасних ОУ має властивості, близькими до ідеальних, але не за всіма показниками, на практиці жодна з цих властивостей не може бути реалізоване повністю, оскільки більша частина з них вимагає нескінченної потужності вихідного сигналу при кінцевих розмірах ОУ.
Наявність коефіцієнта посилення До u ?? створює можливість введення дуже глибокої негативного зворотного зв'язку , що дозволяє домогтися мінімальних лінійних і нелінійних спотворень, стабілізувати параметри ОУ при змінах параметрів живлячих напруг.
Велике R ВХ свідчить про те, що ОУ практично не споживає енергії від джерела сигналу, тому до його входу може бути підключений джерело сигналу з будь-яким внутрішнім опором.
Дуже малий опір R ВИХІД дозволяє підключити до виходу ОУ низкоомную навантаження, при цьому втрати потужності на вихідному опорі ОУ будуть незначні.
Наявність низького рівня шуму означає, що реальна чутливість ОУ дуже велика, тому ОУ здатний підсилювати найслабші сигнали.
У літературі широко поширена умовне графічне позначення ОУ у вигляді трикутника, вершина якого показує напрямок передачі сигналу, знак плюс вказує на неінвертуючий вхід, а мінус - На інвертується (рис. 11, а ). У технічній документації ОУ позначають прямокутником, у якого інвертується вхід позначають колом (рис.11, б ). Зустрічається також позначення ОУ, показане на рис. 11, в .
Крім вхідних і вихідних сигнальних висновків ОУ містить також висновки для підключення джерел живлення та висновки для корекції роботи ОУ. Ці висновки на схемах, як правило, не зображуються.
Структурні схеми ОУ побудовані за принципом, прийнятому і в звичайних підсилювальних пристроях: вихідний каскад і ряд каск...
