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).