operaČnÍ zesilovaČ
Post on 16-Mar-2016
85 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
ELM - operační zesilovač 1
OPERAČNÍ ZESILOVAČ
ZÁKLADNÍ INFORMACE O OZ:
• základní člen měřicích zesilovačů a převodníků,• stejnosměrně vázaný zesilovač |AU| > 104 (až 109),• 2 vstupy – invertující a neinvertující,• 1 výstup,• zesiluje rozdíl mezi napětími na vstupech (UD).
VOŠ a SPŠ Varnsdorf
Elektrická měření
Bc. David FURKA
ELM - operační zesilovač 2
OZ – náhradní schéma
• OBVODY S UZAVŘENOU ZPĚTNOVAZ. SMYČKOU
↓ OZ považujeme ZA IDEÁLNÍ
Vlastnosti obvodu dány zpětnovazebním obvodem
• Pro ideální zesilovač platí:– |AU| → ∞– Ri → ∞– Ro = 0– I1P = I1N = 0
ELM - operační zesilovač 3
Reálný operační zesilovač• svorky navíc (frekvenční komp., komp.vstupní napěťové nesymetrie)• konečné zesílení• frekvenčně závislé zesílení (pro vyšší kmit. je AU kompl.číslo)• nenulové vstupní klidové proudy (10-7 až 10-12 A)
– stř.hod.vstupního klid. proudu IB=(1/2)(I1P+I1N)– vst. rozdílový proud (vst. zbytkový proud) I01= I1N + I1P ~ 0,1 IB
• vstupní napěťová nesymetrie – ofset (pro UD=0 je Uo≠0
→ kompenzace UD0 [μV až mV] • změny vst. nap. nesymetrie – drift (zhoršování kompenzace teplotou)• omezení výstupního napětí – saturace• omezená max.rychlost změny výst.napětí – max. doba přeběhu
ELM - operační zesilovač 4
Převodní charakteristika
• napájeno větš. symetricky (typicky +15 V, -15 V)
• na výstupu lze pak získat max. 13,5 ÷ 14 V
ELM - operační zesilovač 5
Měřicí zesilovačeU/U I/I U/I I/U
• Určené pro zesílení velmi malých napětí a proudů za účelem měření• Používají OZ s uzavřenou zpět. vazbou – rozdělení podle druhu ZV
• Stejnosměrně vázané zesil. – zesilují od stejnosměrného signálu do signálu o horní mezní frekvenci fh - 3 dB
• S kondenzátorem na vstupu střídavý zesilovač zesiluje mezi dolním a horním kmitočtem fd a fh
ELM - operační zesilovač 6
Měřicí zesilovačefrekvenční charakteristiky
stejnosměrně váz. zesilovač střídavě vázaný zesilovač
ELM - operační zesilovač 7
U/U zesilovač (neinvertující)
2
1
2
112
21
221
1
1
RRA
RRUU
RRRUU
0 výstvst RR
ELM - operační zesilovač 8
U/U zesilovač (invertující)
1
2
1
212
2
2
1
1
21
RRA
RRUU
RU
RU
II
01 výstvst RRR
ELM - operační zesilovač 10
U/I Převodník (invertující)
1
12
1
12
21
1
21
1R
k
kUIRUI
IRU
II
p
výstvst RRR 1
ELM - operační zesilovač 13
Další aplikace oper. zesil.
• Napěťový sledovač• Napěťový komparátor• Aktivní sčítač proudů• Aktivní sčítač napětí• Diferenciální zesilovač• Aktivní integrátor• Aktivní derivátor
ELM - operační zesilovač 14
Napěťový sledovač
• zvláštní provedení neinv. zesilovače U/U
• zesílení A = 1
Použití:
• Impedanční přizpůsobení měřicích obvodů
0 výstvst RR
ELM - operační zesilovač 15
Napěťový komparátor• porovnává dvě napětí přivedená na vstupy
(měřené a referenční)• výstup (logic. 0, 1) – dle polarity rozdílu vstupních napětí
• komparátor bez hystereze - nejjednodušší• komparátor s hysterezí – nereaguje v pásmu hystereze
ELM - operační zesilovač 16
Komparátor bez hystereze
• • bez zpětné vazby
• reaguje na malé změny vst. napětí
• pro min. šum vstupních signálů
ELM - operační zesilovač 17
Komparátor s hysterezí
• při malém kolísání vstupů výstup konst.
• nereaguje na kolísání vstupu v pásmu hystereze UA – UB
rSrB UURR
RUU
21
1
rSrA UURR
RUU
21
1
ELM - operační zesilovač 18
Aktivní integrátor s OZ• převádí vstupní napětí u1 na nabíjecí
proud kondenzátoru Ic
• velikost u1 lineárně ovlivňuje rychlost růstu u2
tt
c duRC
diC
tu0
10
2 )(1)(1)(
top related