Автор работы: Пользователь скрыл имя, 03 Июня 2013 в 23:14, реферат
Операционные усилители (ОУ), являющиеся практически идеальными усилителями напряжения, находят широкое применение в аналоговой схемотехнике. Несмотря на ряд ограничений, присущих реальным ОУ, при анализе и синтезе большинства схем используют идеальные модели операционных усилителей, считая, что: коэффициент усиления дифференциального напряжения бесконечно велик и не зависит от частоты сигнала; коэффициент усиления синфазного сигнала равен нулю; сопротивление по обоим входам бесконечно велико; отсутствует напряжение смещения нуля и его дрейф; скорость изменения выходного напряжения бесконечно велика.
Введение…………………………………………………………………...2
Операционные усилители: общие сведения………………………….3
Обозначение ОУ на принципиальных схемах………………...4
Подключение ОУ к источнику питания……………………….5
Входное и выходное напряжения………………………………5
Два правила, справедливые для идеального ОУ………………7
Идеальный и реальный ОУ……………………………………...8
Параметры и характеристики ОУ………………………………8
Применение операционных усилителей……………………………..11
ОУ в аналоговой схемотехнике……………………………….11
Отрицательная обратная связь…………………………………12
Заключение…………………………………………………………………14
Список использованной литературы……………………………………..15
Принцип введения отрицательной обратной связи иллюстрируется рис. 2.1
Рис. 2.1. Принцип отрицательной обратной связи
Часть выходного напряжения возвращается через цепь обратной связи ко входу усилителя. Коэффициент обратной связи β показывает, какая часть выходного напряжения подается на вход; он может принимать значения от нуля до единицы.
Если, как это показано на рис. 2.1, напряжение обратной связи вычитается из входного напряжения, обратная связь называется отрицательной.
Для физического анализа схемы, представленной на рис. 2.1, допустим, что входное напряжение изменилось от нуля до некоторого положительного значения UВХ. В первый момент выходное напряжение UВЫХ, а следовательно, и напряжение обратной связи βUВЫХ 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 βUВЫХ. 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:
UВЫХ =KUUД =KU(UВХ – βUВЫХ).
Решив это уравнение относительно UВЫХ, получим:
K=UВЫХ /UВХ =KU/(1 + βKU)
При βKU >>1 коэффициент усиления ОУ, охваченного обратной связью составит:
K = 1/β
Таким образом, из этого соотношения следует, что коэффициент усиления ОУ с обратной связью определяется почти исключительно только обратной связью и мало зависит от параметров самого усилителя. В простейшем случае цепь обратной связи представляет собой резистивный делитель напряжения. При этом схема с ОУ работает как линейный усилитель, коэффициент усиления которого определяется только коэффициентом ослабления цепи обратной связи. Если в качестве цепи обратной связи применяется RC-цепь, то образуется активный фильтр. Наконец, включение в цепь обратной связи ОУ диодов и транзисторов позволяет реализовать нелинейные преобразования сигналов с высокой точностью.
Заключение
Операционный усилитель – универсальный функциональный элемент, широко используемый в современных схемах формирования и преобразования информационных сигналов различного назначения как в аналоговой, так и в цифровой технике.
Изложенное показывает целесообразность изучения принципов построения, особенностей работы и применения операционных усилителей как элементов различных устройств и систем обработки информационных сигналов.
Список использованной литературы