Главная Операционные усилители



электронная аппаратура с навесными транзисторами, конденсаторами, резисторами и другими дискретными элементами, т. е. аппаратура так называемого второго поколения, энергично вытесняется аппаратурой третьего поколения, использующей интегральные схемы, а в отдельных случаях - аппаратурой на больших интегральных схемах, принадлежащей уже к четвертому поколению. Этот процесс особенно заметен в низкочастотной и вычислительной аппаратуре, т. е. в автоматике, измерительной технике, аппаратуре телеуправления, вычислительных комплексах. Если раньше основными структурными элементами электронных схем, из которых конструировалось радиотехническое устройство, были транзистор, конденсатор, сопротивление и пр., то сейчас устройство собирается из структурных элементов, которые выполнены в виде интегральных схем. Теперь разработчику радиоэлектронной аппаратуры нет необходимости детально анализировать сложное внутреннее устройство интегральной схемы, а нужно знать в основном лишь ее входные и выходные параметры. Это, безусловно, упрощает создание электронной схемы и значительно расширяет круг людей, которым под силу создавать разнообразные электронные усройства и приборы.

Книга Дж. Кара является хорошим введением в практику разработки электронных устройств на интегральных схемах в автоматике и измерительной технике. Написанная ясным, живым языком, она доступна широкому кругу читателей, включая радиолюбителей. Думается, что она окажется полезной также радиоинженерам-профессионалам, которым приходится иметь дело с автоматикой и измерительной техникой. Поскольку на практике в процессе проектирования и монтажа схем потребуются сведения о выпускаемых отечественной промышленностью интегральных схемах и других компонентах, ниже приводится список некоторых работ советских авторов, который будет полезен читателю; радиолюбителям можно рекомендовать журналы «Радио» и «Моделист-конструктор».

Перевод выполнен О. А. Соболевой (предисловие, гл. 1-11) и А. Е. Фридманом (гл. 12-23).

И. М. Тепляков

Литература

1. Интегральные микросхемы: Справочник/Под ред. Тарабрина Б. В - М.: Радио и связь, 1983.

2. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы. Справочное пособие - Изд. 2/Под ред. Якубовского С. В. - М.: Радио и связь, 1985.

3. Полупроводниковые приборы: Транзисторы. Справочник/Под ред. Горюно-ва Н. Н. -М.: Энергоатомиздат, 1983.

4. Полупроводниковые приборы: Диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы. Справочник/Под ред. Горюнова Н. Н. -М.: Энергоатомиздат, 1985.

5. Кутыркин Ю. М., Нефедов А. В., Савченко А. М. Зарубежные интегральные микросхемы широкого применения: Справочник/Под ред. Чернышева А. А. - М.: Энергоатомиздат, 1984.



Предисловие

Принято считать, что электронную аппаратуру разрабатывают коллективы специалистов по электронной технике. Это, однако, не совсем так. Создание многих электронных устройств под силу и тем, у кого нет диплома инженера-электронщика.

Основное внимание в этой книге уделено научной и измерительной аппаратуре Я полагаю, что вам известны основы электротехники и электроники, поэтому не буду объяснять, что такое U=IR. Надеюсь также, что вы знаете, что такое транзистор и что представляет собой интегральная схема. Если курс лекций, который вам довелось прослушать, не затрагивал вопросов, связанных с транзисторами, то материал гл. 4 поможет восполнить этот пробел в ваших знаниях.

Рекомендации, которые даются в книге, пожалуй, лучше всего охарактеризовать как практические. Там, где это возможно, я заменил сложные математические выводы упрощенными формулами и дал к ним пояснения. Я надеюсь, что таким образом мие удалось донести до вас основные понятия, избавив от нудных и сложных выкладок, которыми обычно изобилуют книги подобного рода.

Учитывая практический характер книги, я включил в нее несколько глав, которые на примерах должны показать, как создаются многие полезные вещи. Авторы большинства подобных книг забывают о том, что важно не только спроектировать устройство, но и воплотить свой проект в жизнь.

Я придерживаюсь мнения, что всякий человек, знакомый с основами электроники, в состоянии спроектировать простое электронное устройство (и даже устройство средней степени сложности) и реализовать свои проект. Круг читателей, иа который рассчитана эта книга, включает радиолюбителей, начинающих энтузиастов, инженером, чья основная работа не связана с электроникой, а также студентов младших и старших курсов, специализирующихся в области электроники и электронной техники.

Свою книгу я в основном посвящаю студентам. Надеюсь, что она поможет им при работе над курсовыми проектами на старших курсах. Может быть, эта книга понравится профессорам и преподавателям и они будут рекомендовать ее в качестве пособия. Как бы там ни было, желаю вам удачи в работе!

Дж. Кар



Глава 1

ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ

Операционный усилитель - это усилительный блок, выполненный в виде интегральной схемы (ИС), который обладает следующими свойствами:

• бесконечное усиление при разомкнутой цепи обратной связи;

• нулевое выходное сопротивление;

• бесконечное входное сопротивление;

• бесконечная ширина полосы пропускания.

Конечно, не стоит полагать, что характеристики реальных схем операционных усилителей соответствуют перечисленным выше, но те характеристики, которыми обладают усилители, выпускаемые промышленностью, достаточно удовлетворительны. Они-то и позволяют среди общего числа любимых изобретателями линейных ИС выделить операционный усилитель, как одну из самых интересных и простых в использовании схем. В дальнейшем мы рассмотрим некоторые наиболее полезные свойства этой схемы.

Практические характеристики операционного усилителя

В операционном усилителе коэффициент усиления по напряжению при разомкнутой цепи ©братной связи Лр значительно больше обычного коэффициента усиления при замкнутой цепи обратной связи. Для типичного операционного усилителя передаточная функция по напряжению определяется выражением

где bsbix- выходное напряжение: - коэффициент усиления по напряжению при замкнутой цепи обратной связи; Ъвх- входное напряжение.

Символ «±» означает, что выходное напряжение может иметь любую полярность, а это вызывает необходимость иметь такой источник питания для операционного усилителя, кото-



[0] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126


0.0173