Зміст

  1. ТЕМА 1: ОСНОВНИЙ АНАЛІЗ ЛІНІЙНИХ СХЕМ
    1. Основні електричні величини. Основні компоненти. Лінійність.
    2. Девізи Кірхгофа.
    3. Спрощення схем з основними компонентами
    4. Теорема про суперпозицію
    5. Прості резистивні схеми застосування
    6. Методи систематичного аналізу ланцюгів: аналіз сіток та вузлів.
    7. Теореми Тєвеніна та Нортона
    8. Максимальна передача потужності.
    9. Залежні джерела
    10. Ідеальний операційний підсилювач

Ідеальний операційний підсилювач

10.1 Символи та програми

Операційний підсилювач (АО) - це інтегральна схема, яка містить кілька каскадів взаємопов’язаних транзисторів, щоб набір міг посилювати сигнали «підсилювача».

операційний підсилювач

Крім того, це дозволяє працювати з "оперативними" сигналами.

V_ = інвертування вводу

V + = неінвертуючий вхід

+VCC, -VDD = Потужність, необхідна для зміщення транзисторів в активній області.

Зрозуміло, що існує + VCC, -VDD, інакше операційний підсилювач не буде працювати.

ПРИМІТКА: Усі напруги задані щодо одного опорного вузла (земля/земля)

які операції може виконувати операційний підсилювач?

  • Формувати сигнали, діяти як джерело струму або напруги
  • Посилити
  • Додавання, віднімання, зворотні сигнали
  • Порівняйте сигнали
  • Інтегрувати або отримувати сигнали
  • Видаліть шум
  • Перетворити альтернативний сигнал на прямий
  • Перетворити напругу на струм

10.2 Основна робота ідеального операційного підсилювача

Вихідна напруга ідеального операційного підсилювача - це різниця напруг на входах, помножена на коефіцієнт A (коефіцієнт підсилення у відкритому контурі), де A >> 0 [в ідеальному випадку A = ∞]

AO еквівалентна схема:

УМОВИ ІДЕАЛЬНОСТІ

Ми вважаємо ідеальним АТ, коли він відповідає наступним умовам:

  1. Нескінченний коефіцієнт підсилення напруги у відкритому контурі (A = ∞)

Наслідок:

  1. Струм через вхідні клеми нульовий RIN = ∞ (вхідний опір).

Ця умова разом із (1) називається умовою або принципом віртуальне коротке замикання (CCV)

  1. Дуже великий вихідний струм RO = 0 (вихідний опір)

Характерна функція ідеального операційного підсилювача:

10.3 Справжній операційний підсилювач. Відхилення від ідеальності.

На практиці операційні підсилювачі відхиляються від ідеальної поведінки

  1. A = насправді A, хоча () (дуже мало).
  1. , насправді маємо невеликі пускові струми, які необхідно компенсувати.
  1. Ro 0, власне .

Характерна крива неідеального операційного підсилювача:

Оцінка ширини (ε) лінійної області:

Максимальна ширина = 2 мВ (припущення A = 10 4)

Мінімальна ширина = 2 мкВ (припущення A = 10 6)

Для | V + - V- | > 1мВ АТ переходить у насичення

10.4 Усунення несправностей ідеальних операційних підсилювачів.

ПРИМІТКА: застосовується лише у випадках із негативними відгуками.

Негативний зворотний зв’язок ≡ зв’язок між інвертуючим входом (V-) та AO виходом Vo.

Дозвіл завжди базується на застосуванні CCV (віртуальне коротке замикання).

  1. V + = V-
  2. i + = 0 i- = 0 (вхідні струми в АТ)
  3. Застосуйте KCL до входів, що виражають струми як функцію напруг у вузлах.

Приклад 1: Інвертуючий підсилювач

  • Перевірте наявність негативних відгуків.
  • Вкажіть напруги в вузлах і струми в гілках.
  • Застосуйте V + = V-, а також i + = 0, i- = 0
  • Застосувати KCL до основних вузлів.

Визначимо струми кожної гілки:

Що станеться, якщо ми поставимо резистор на неінвертуючу клему?

Визначимо поточний I3:

І результат буде таким же, як і раніше:

їДля якого вхідного значення V1 операційний підсилювач наситить?