Дәріс №14

Дәріс №14. Операциялық күшейткіштер

1.Интегральдыоперациялық күшейткіштер.

&&&

$$$002-014-001$3.2.14.1   Интегральды операциялықкүшейткіштер.

   1.  Операциялықкүшейткіштер  -  конструкциялық жағынан біртұтас жасалатын,өте кішкене көлемді, жоғары сапалы, жоғары стабилді,жиілік бойынша кең ауқымды, өте үлкен күшейтукоэффициенті бар тұрақты тоқ күшейткіштері.Сонда-ақ, операциялық күшейткіш – шала дифференциялдықкасакдтардан тұратын күрделі көп каскадты электрондыққұрылғы .

     Осыкүшейткіштердің атауы алғашқыда олардымтематикалық операциялар: қосу, алу, көбейту, логарифмдеужәне т.б. амалдар жүргізуге қолданудан туған .Қазіргі кезде операциялық күшейткіштер унивесалдыққұрылғылар болып табылады, олар генератор схемасын , активтікфилтрлерді, телевизия элементтерінің сұлбаларынқұруға кеңінен қолданылады.

ОК  шартты белгісі:

Сүрет.1. Операциялық күшейткіштің шартыбелгіленуі

UВЫХ = KU × (UВХ1 - UВХ2)                 (1)

онда  1-инверстейтін кіріс,2 – инверстемейтін кіріс.

Екі кірісі бар жәнебір шығысы бар.Егер қосқыш , «+» белгіленген, жерменқосылған болса, ал кіріс сигналы «-» белгісінеқосылғанда , кіріс пен шығыс арасындағы фазаинверстеледі. Сондықтан қысқыш,  «-» белгіленген,операциялық күшейткіштің кірісі инверсті боладықтан оныбіз инверстікүшейткіш деп атаймыз. Ал керісінше болса,  «-» егер қысқыш  жергеқосылған болса, сигнал «+» қысқышқақосылған болса, онда кіріс пен шығыс арасында фазаинверстелмейді. Сондықтан «+» қысқышты, инверстемейтінкүшейткіш дейміз.

Идеалды операциялықкүшейткіш келесі қасиеттерге ие. .

-           ОК тарату коэффициентті кері байланысы жоқ, шексіздікке тең;

-           кіріс ток  нөлге тең ;

-           нөлдің ығысу кернеуі мен ығысу тогы ОКшығысында нөлге тең; 

-           ОК кіріс кедергісі шексіздікке тең ;

-           ОК шығыс кедергісі нөлге тең.

ОК негізгі параметрі:

-           Кк күшейткіш коэффициенті ОКболмағанда ,бұл өсімшені кіріс кернеуге (тоққа)шақырған кезде, шығыс кернеудің өсімшесініңқатнасы тең болады.  

-           Кіріс ығысу кернеуі  Uығыс- бұлкүшейткіштің шығысында 0-дік кернеу болуы үшіноның кірісіне берілуге тиісті тұрақты кернеу.

-           Ксин.бос – синфазалық кіріс кернеудіңбәсеңдеу коэффициенті- қайта-қайта шақыратыншығыс кернеудің өсімшесі, кіріс кернеуге синфазалықкіріс кернеудің өсімше қатнасына тең.(Ұқсасполярлығы бар кіріс кернеуді қосу немесе фаза бойынша екісәйкес келетің сигналдарды синфаза дейміз).

-           Rкір  кіріс кедергісі ( кіріс шықпалар арасындағыкедергі) берілген сигнал жиілігінің мәні бойынша, оның кіріскернеуінің өсімшесі , кіріс тоқты құрайтынактивті өсімше қатнасына тең болады.     

-           Орташа ығысу кернеуінің температуралық дрейфі Q = DUсм / DТ;

-           Берілген шығыс кернеу мәні нәтижесінде , кіріс ток Iкір  кірістоқтардың орташа арифметикалық мәні болыпанықталады;

-           ОК кірісі арқылы ағатын , кіріс тоқтардыңайырымы  D Iкір , тоқтардыңмәндерінің айырымына тең болады;

-           Бірлік күшейткіштің жиілігі-бұл жілікте ОКкүшейту коэффициентінің модулі бірлікке тең:

        |K(f)| = 1;

-           Rшығ  шығыс кедергісі , берілген сигналжиілігінің мәні бойынша, оның шығыс кернеуініңөсімшесі , шығыс тоқты құрайтын активтіөсімше қатнасына тең болады.     

-           Шекаралық жиілік- синусоидалы сигналдың максималды жиілігі.;

-           Максималды дифференциалды кіріс кернеу  – бұл схемада ОК кірісарасында берілетің кернеу,

дифференциалдыкаскадтың транзисторларының бұзылмауына керек;

-           Шығыс кернеудің максималды өсу жылдамдығы – тікбұрышты пішіні бар максималды кіріс кернеудің импульсіәсеінен, ОК шығыс кернеудің кішігірім өзгеружылдамдығына тең болады;

-           Шығыс кернеуді белгілеу уақыты tбел. – салыстырмалықателіктің рауалы мән шамасына кіріс   

             кернеудің секіруінен кейін болатын аралықтағы уақыт. 

ОК аналогты сұлбалары: 

Инверстейтінкүшейткіш

Бұл  сұлба практикада жиі қолданылады.Кері байланыстың тізбегіңбұл жағдайда R1   резисторы көрсетеді, шығыссигналдың жиілігін кері кіріске беру үшін қызметатқарады.Бұл фактыда, резистор инверстейтің кіріспенжалғанған, кері байланыстын теріс сипаттын көрсетеді. Кіріссигналы_{R2 резистор арқылы ОК инверсті кірісінеберіледі.}

     Сұлбакөрсеткіштерің анықтауға болады, 1 түйінүшін тоқтың теңдеуімен қодануға болады.Егер қабылданған болса Rкір = ∞ и Iкір =0, то Iкір  = Iкб,

қайдан  (Uкір-U0)/ R1= -( Uкір- U0)/ Rкб,мұнда Кк= ∞ кірістің кернеуі U0= 0,сонда Uкір/ Rкб = - Uкір/ Rкб. Егер Кк= Uшығ / Uкір, 

сонда Кк= - Rкб/ R1. Сондықтан U0 → 0, то Rкір =R1. Күшейткіштің шығыс кедергісі Rшығ=(Rшығ(1+Rос / R1)) / Кк.

Инверстемейтінкүшейткіш. Инверстемейтін күшейткіште кернеу бойынша тізбекті теріс керібайланыс бар, ол инверсті кіріске беріледі, кіріс сигнал ОК инверстемейтінкіріске беріледі.

Uкір=Uшығ (R1 / (R1+ Rкб)),қайдан Кк = 1+ (Rкб / R1).

Кернеумен тоқты түрлендіру сұлбасы.

                                                                  Кернеудіқайталағыш

&&&

Өзін-өзітексеру сұрақтары 

1. Интегральды операциялық күшейткіштерге анықтама беріңіз.
2. ОК қалдық сипаттамасын түсіндіріңіз.
3. ОК негігі параметрлері мен сипаттамаларын атаңыз.
4. Инвертирлеуші ОК дегеніміз не?
5. ОК сумматорының жұмыс істеу принципі.
6. Компаратор мен триггердің жұмыс істеу приципі.