1 / 31

Основни усилвателни схеми с операционни усилватели

Технически университет – София. Факултет по електронна техника и технологии. Катедра „Електронна техника’’. Презентация № 8. Основни усилвателни схеми с операционни усилватели. дисциплина „Аналогова схемотехника” – BE30 ОКС „Бакалавър” от Учебен план за студентите на специалност

nate
Download Presentation

Основни усилвателни схеми с операционни усилватели

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Технически университет – София Факултет по електронна техника и технологии Катедра „Електронна техника’’ Презентация№8 Основни усилвателни схеми с операционни усилватели дисциплина „Аналогова схемотехника” – BE30 ОКС „Бакалавър” от Учебен план за студентите на специалност Електроника, Професионално направление 5.2. Електротехника, електроника и автоматика ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  2. Съдържание • Инвертиращ и неинвертиращ усилвател с операционен усилвател (ОУ) тип VFOA • Инвертиращ усилвател с операционен усилвател тип VFOA • Неинвертиращ усилвател с операционен усилвател тип VFOA • Повторител с операционен усилвател тип VFOA (буфер) • Анализ на усилвателните схеми с VFOA при високи честоти • Определяне на статични грешки на усилвателните схеми с VFOAs • Маломощни променливотокови усилватели с ОУ тип VFOA • Инвертиращ променливотоков усилвател с VFOA • Неинвертиращи променливотокови усилватели с VFOA • Инвертиращ и неинвертиращ усилвател с ОУ тип CFOA • Инвертиращ усилвател с операционен усилвател тип CFOA • Неинвертиращ усилвател с операционен усилвател тип CFOA • Литература ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  3. 1 Инвертиращи неинвертиращ усилвател с ОУ тип VFOA 1.1 Инвертиращ усилвател с операционен усилвател тип VFOA + - ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  4. - Коефициент на усилване по напрежение а) Анализ на инвертиращия усилвател за идеален ОУ. За или . Понеже следва, че . Ето защо общата точка на резисторите RF и RN и на инвертиращия вход на ОУ (точка А) се нарича виртуална нула (или фактическа нула). ; За ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  5. - Коефициент на усилване по напрежение ; б) Анализ на инвертиращия усилвател за реален ОУ: ; ; , - коефициент на ООВ ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  6. Относително изменение на коефициента на усилване по напрежение при - Входно и изходно съпротивление и ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  7. 1.2 Неинвертиращ усилвател с операционен усилвател тип VFOA + + + - - - ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  8. - Коефициент на усилване по напрежение или а) Анализ на неинвертиращия усилвател за идеален ОУ: ; ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  9. б) Анализ на неинвертиращия усилвател за реален ОУ: ; , където ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  10. - Входно и изходно съпротивление и за ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  11. Чрез диференциране на формулата за коефициента на усилване от подточка б) се намира . където и Въз основа на израза за относителното изменение на коефициента на усилване при се получава Анализът на горната формула показва, че при F>>1 (или) относителното изменение на коефициента на усилване AU се определя главно от стабилността на ООВ, представено чрез относителното изменение на коефициента . ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  12. Oтносително изменение на коефициента Производствен толеранс на елементите Температурен коефициент и - функции на относителна чувствителност. ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  13. 1.3 Повторител с операционен усилвател тип VFOA (буфер) В случай, че и , формулата за коефициента на усилване по напрежение от подточка а) се опростява: или В резултат от модификацията на неинвертиращия усилвател от т. 1.2 се получава схема на повторител на напрежение или буфер с ОУ. Тази схема е аналогична на емитерния (сорсовия) повторител с един тран-зистор. ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  14. 1.4 Анализ на усилвателните схеми с VFOA при високи честоти В областта на високите честоти коефициентът Ad е комплексна величина, която може да се апроксимира с предавателна функция от първи ред: , където - коефициент на усилване за ниски честоти - висока граничната честота на усилвателя. - АЧХ. ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  15. АЧХ на ОУ без ООВ АЧХ на усилватели с коефи- циенти на усилване 10 и 100 Примерни асимптотични диаграми на АЧХ на VFOA без и със ООВ в логаритмичен мащаб ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  16. 1.5 Определяне на статични грешки на усилвателните схеми с VFOAs Идеален ОУ + + ОУ с отчитане на , и ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  17. - Изходно напрежение на грешката, предизвикано от влиянието на входното напрежение на несимятрия - Изходно напрежение на грешката, предизвикано от влиянието на поляризиращите токове и ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  18. - Общо напрежение на грешката, предизвикано от едновременното действие на входното напрежение на несиметрия и поляризиращите токове. За Извод: Включването на резистор RP = RN||RF към неинвертиращия вход на ОУ компенсира грешката от входния поляризиращ ток и намалява общата стойност на напрежението. Типичните стойности за напрежението на грешката са 1…10mV, което в много случаи може да не се взема под внимание. Когато тази величина не може да се пренебрегне, напрежението на грешката при равни други условия може да се сведе до нула, като се използва една от схема за компенсация. ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  19. 2 Маломощни променливотокови усилватели с ОУ тип VFOA 2.1 Инвертиращ променливотоков усилвател с VFOA ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  20. - Комплексен коефициент на усилване по напрежение , където и - ниска гранична честота - Модул на комплексния коефициент на усилване (АЧХ) където , - Фаза на комплексния коефициент на усилване (ФЧХ) ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  21. АЧХ ФЧХ Примерни АЧХ и ФЧХ на променливотоков усилвател с коефициент на усилване 100 ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  22. 2.2 Неинвертиращи променливотокови усилватели с VFOA - Основна схема на неинвертиращ променливотоков усилвател ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  23. Комплексен коефициент на усилване по напрежение за , като - ниска гранична честота. Входно съпротивление на основната схема: , където и ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  24. - Неинвертиращ променливотоков усилвател с повишено входно съпротивление Входно съпротивление: ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  25. 3 Инвертиращи неинвертиращ усилвател с ОУ тип CFOA 3.1 Инвертиращ усилвател с операционен усилвател тип CFOA A ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  26. - Коефициент на усилване по напрежение Анализът на усилвателя се извършва при условие, че съпротивлението на инвертиращия вход е : , - проходен импеданс. където или , където и ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  27. ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  28. Примерни асимптотични диаграми на АЧХ на CFOA с ООВ в логаритмичен мащаб ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  29. 3.2 Неинвертиращ усилвател с операционен усилвател тип CFOA - Коефициент на усилване по напрежение а) Анализ на усилвателя при условие, че съпротивлението на инверти-ращия вход е : ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  30. - Коефициент на усилване по напрежение Основни параметри: - коефициент на усилване по напрежение за ниски честоти; - висока гранична честота. ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

  31. 4 Литература Основна: • Пандиев, И., Л. Доневска, Д. Стаменов. Аналогова схемотехника – I, глава 5, стр. 129-131,. София, Издателство на TУ-София, 2008. • Вълков, Ст. Аналогова електроника, глава 5, стр. 282-313, София, Техника, 2002. • Mancini, R. Op Amps for Everyone. Design Reference. Texas I. (slod006b.pdf), chapter 8, pp. 8-1–8-14, USA, chapter 6, pp. 6-1 – 6-8, 2002. • Tietze, V., Ch. Schenk. Electronic circuits. 2nd Edition, chapter 5, pp. 544–568, New York. Springer-Verlag, 2008. • Choosing Between Voltage Feedback (VFB) and Current Feedback (CFB) Op Amps, Analog Dev., MT-060, pp. 1–6, 2008. • Schmid, R., Measuring Board Parasitics in High-Speed Analog Design, Texas Instruments Inc., Application Report SBOA094, 2003. • Интернет страница на учебно-научно направление „Аналогова схемо-техника”: http://ecad.tu-sofia.bg/analog_circuits/. Допълнителна: ПРОЕКТ BG051PO001--4.3.04-0042 „Организационна и технологична инфраструктура за учене през целия живот и развитие на компетенции” Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз Инвестира във вашето бъдеще! 31

More Related