простые и интересные  РАДИОСХЕМЫ сделанные своими руками

» ДАТАШИТ
Например: TDA2050


» РАДИОБЛОГИ
Как я делал Гаусс-ган, а получился шокер
Цветомузыка на микросхеме индикаторе уровня
Генератор импульсов на микросхеме К174ХА11
Реставрация лабораторного БП
Зарубежные схемы FM трансмиттеров
Почему светодиоды надо питать током?
Последнее интервью Никола Теслы
Керамические конденсаторы К10-83
Использование старых спутниковых тюнеров
Шуруповёрт: вторая жизнь

Радиосхемы » Справочник радиолюбителя

ОУ - ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

      

Операционный усилитель (ОУ) - это универсальный функциональный элемент, используемый в современных схемах формирования и преобразования сигналов различного назначения в аналоговой и цифровой технике. Почему операционный усилитель? Потому, что в основном такие усилители применяют для выполнения операций суммирования, дифференцирования, интегрирования и инвертирования сигналов. ОУ были разработаны как усовершенствованные балансные схемы усиления. Современные ОУ включают десятки, а иногда и тысячи элементов: резисторов, диодов, транзисторов, конденсаторов. ОУ был изначально разработан для выполнения математических операций в аналоговых вычислительных машинах. Первый ламповый ОУ был создан в 1942 году, а первый интегральный ОУ - mА702, был разработан в 1963 году в Америке. Сейчас номенклатура ОУ насчитывает тысячи наименований. Так как все они дешевы, это способствует их массовому распространению.

Преобразование сигнала схемой на ОУ определяется свойствами цепей обратных связей и отличается высокой стабильностью и воспроизводимостью. Благодаря практически идеальным характеристикам современных ОУ, реализация различных электронных схем на их основе оказывается значительно проще, чем на дискретных элементах. Чтоб ОУ работал и с положительными и с отрицательными входными сигналами, используют двухполярное питание. Для этого берут два источника постоянного тока, которые подключаются к соответствующим внешним выводам ОУ. Принцип отрицательной обратной связи заключается в том, что часть выходного напряжения возвращается через цепь обратной связи ко входу усилителя. И если напряжение обратной связи (ОС) вычитается из входного напряжения, такая обратная связь называется отрицательной (ООС).

схема Операционного усилителя ОУ на 548ун1

Рассмотрим практическую схему усилителя на ОУ. Допустим, входное напряжение изменилось от нуля до некоторого положительного значения Uвх. В первый момент выходное напряжение Uвых, а следовательно, и напряжение обратной связи Uвых также равны нулю. При этом напряжение, приложенное ко входу операционного усилителя, составит Uд = Uвх. Так как это напряжение усиливается усилителем с большим коэффициентом усиления KU, то величина Uвых быстро возрастет до некоторого положительного значения и вместе с ней возрастет также величина Uвых. Это приведет к уменьшению напряжения Uд, приложенного ко входу усилителя. Тот факт, что выходное напряжение воздействует на входное напряжение, причем так, что это влияние направлено в сторону, противоположную изменениям входной величины и есть проявление отрицательной обратной связи. После достижения устойчивого состояния выходное напряжение ОУ будет равно: Uвых =KUUд =KU(Uвх - Uвых). Решив это уравнение относительно Uвых, получим: K=Uвых /Uвх =KU/(1 + KU)  

Таким образом, коэффициент усиления ОУ с обратной связью определяется исключительно только обратной связью и почти не зависит от параметров самой микросхемы усилителя. В простейшем случае цепь обратной связи представляет собой обычный делитель напряжения на резисторах. ОУ работает как линейный усилитель, коэффициент усиления которого определяется только коэффициентом ослабления цепи обратной связи, но если в качестве цепи ОС применяется RC-цепь, то образуется активный фильтр. Включение в цепь ОС диодов и транзисторов, позволяет реализовать нелинейные преобразования сигналов.

плата и детали операционного усилителя ОУ на 548ун1

Идеальный операционный усилитель должен иметь следующие свойства:

- бесконечно большой дифференциальный коэффициент усиления по напряжению KU=Uвых /(U1 - U2) (у реальных ОУ от 1 тыс. до 100 млн.);
- нулевое напряжение смещения нуля Uсм, т.е. при равенстве входных напряжений выходное напряжение равно нулю (у реальных ОУ Uсм, приведенное ко входу, находится в пределах от 5 мкВ до 50 мВ);
- нулевые входные токи (у реальных ОУ от сотых долей пА до единиц мкА);
- нулевое выходное сопротивление (у реальных маломощных ОУ от десятков Ом до единиц кОм);
- мгновенный отклик на изменение входных сигналов (у реальных ОУ время установления выходного напряжения от единиц наносекунд до сотен микросекунд).
- высокий коэффициент усиления по напряжению, в том числе и по постоянному;
- малый напряжением смещения нуля;
- малые входные токи;
- высокие входные и низкие выходные сопротивления;
- высокий коэффициент ослабления синфазной составляющей.

вариант схемы операционного усилителя

Вследствие неизбежных паразитных ёмкостей, ОУ по своим частотным свойствам аналогичен фильтру нижних частот высокого порядка. Системы такого рода, имеющие большой коэффициент усиления, при наличии обратной связи склонны к неустойчивости, проявляющейся в том, что даже при отсутствии сигнала на входе системы, на ее выходе существуют колебания определённой амплитуды. Для обеспечения устойчивости схемы, важное место занимает его правильный монтаж. Проводники, соединяющие резисторы ОС с инвертирующим входом ОУ, должны иметь минимальную длину, в противном случае, на входе ОУ образуется паразитная емкость, которая может составлять 0,5 пФ на миллиметр проводника. Совместно с резисторами ОС она образует дополнительное звено в петле обратной связи, уменьшающее запас устойчивости. 

По внутренней схемотехники ОУ делят на биполярные, биполярно-полевые и на комплементарных полевых транзисторах с изолированным затвором. В биполярно-полевых ОУ полевые транзисторы с управляющим p-n переходом или МОП-транзисторы используются в качестве входных в дифференциальном входном каскаде, за счет чего достигается высокое входное сопротивление и малые входные токи. Большая часть номенклатуры ОУ относится к усилителям общего назначения. Это дешевые усилители среднего быстродействия, невысокой точности и малой выходной мощности. Узнать подробные характеристики и параметры той или иной модели операционного усилителя можно введя его маркировку в специальную форму в верхней левой части сайта.

     Форум по ОУ

   Обсудить статью ОУ - ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ


Схемы наши, лайки ваши - всё по честному :)


ДЕЛАЕМ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ

ДЕЛАЕМ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ     Делаем простой металлоискатель в домашних условиях.

СХЕМА АВТОМОБИЛЬНОГО ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА

ФОТО АВТОМОБИЛЬНОГО ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА     Схема и конструкция очень простого самодельного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора.

УСИЛИТЕЛЬ НА TDA1557

УСИЛИТЕЛЬ НА TDA1557     Схема и фотографии готового самодельного усилителя на микросхеме TDA1557.

САМОДЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 12 - 220В

     Принципиальная схема, описание сборки, фотографии и видео работы отличного преобразователя напряжения из 12 в 220 вольт.


» ПОИСК СХЕМ



» РАДИОЭЛЕМЕНТЫ

» МИКРОНАУШНИКИ

Группа вконтакте Канал ютуб Группа в фэйсбук Мобильная версия © 2010-2016, "Радиосхемы". Все права защищены. Почта