Операционные усилители (инверторы)

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГАОУ ВПО «Уральский Федеральный Университет

имени первого Президента РФ Б.Н.Ельцина»

 Институт Фундаментального Образования

 Кафедра «Информационные системы и технологии» 

Курсовая работа по дисциплине

«Электротехника и электроника»

Тема 14.Операционные усилители (инверторы)

                                Работу выполнил Павлуцкий М.А.

Группа ФО-240003

Работу проверил Макаров Э.П.

Екатеринбург 2015

ОГЛАВЛЕНИЕ

1 Операционный усилитель ………………………………………………..3

2 Основные параметры ОУ с ООС ………………………………………...4

3 Применение операционных усилителей..……………………………….6

4 Инвертирующий усилитель………….…………………………………...7

5 Практическая часть ……………………………………………………….8

6 Заключение…………………………………………………....…………...10

7 Список используемой литературы……………………………………….11

1. ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Операционный усилитель (ОУ) – это малогабаритный многокаскадный

усилитель постоянного тока с непосредственными связями между каскадами и большим коэффициентом усиления.

Операционные усилители предназначены как для усиления электрических сигналов, так и для осуществления различных операций над сигналами: сложение, вычитание, логарифмирование и другие. Такие усилители имеют дифференциальный высокоомный вход, высокий коэффициент усиления, низкоомный (сравнительно мощный) выход и сконструированы таким образом, что к ним могут быть подключены различные корректирующие цепи и цепи обратной связи. Чаще под ОУ понимают усилитель постоянного тока (УПТ) с дифференциальным входом, большим коэффициентом усиления К0, малыми входными токами Iвх, большим входным сопротивлением Rвх, малым выходным сопротивлением Rвых, достаточно большой граничной чстотой усиления fгр, малым смещением нуля Uсм. [pic 1]

Функциональная схема типового ОУ представлена на рис.1, а, а его условное обозначение – на рис 1, б. Входной дифференциальный каскад ОУ, обычно реализуемый на полевых транзисторах, обеспечивает высокое входное сопротивление. Выходным каскадом является двухтактный усилитель мощности с низким выходным сопротивлением (эмиттерный повторитель, работающий в режиме усиления В или АВ). В настоящее время ОУ проектируют по двухкаскадной схеме.

Операционный усилитель имеет два входа: инвертирующий (И) и неинвертирующий (Н). Их название связано с тем, что в первом случае выходное напряжение находится в противофазе с входным, а во втором случае – в фазе с входным напряжением. Для питания ОУ обычно используют два разнополярных источника питания +Un  и −Un или один биполярный источник, а его среднюю точку соединяют с общей шиной (заземляют), относительно которой измеряются напряжения +Un и −Un, равные [pic 2]. Для получения нужных свойств к дополнительным выводам ОУ подключают звенья обратной связи.

1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ОУ С ООС

Вследствие большого коэффициента усиления ОУ является высокочувствительным элементом, усиливающим как малые полезные сигналы, так и собственные шумы и внешние наводки. Асимметрия внутренних элементов, нестабильность параметров приводит к тому, что без отрицательной обратной связи ОУ просто непригоден для работы в линейном режиме, так как напряжение Uвых под влиянием шумов, наводок, температурных уходов будет принимать значения, близкие к напряжению источников питания (режим насыщения выходного каскада). Основной причиной, по которой К0 делают большим, является обеспечение высокой стабильности параметров при глубокой ООС.