Главная Операционные усилители




Рис. 3.14. Коэффициент усиления при разомкнутой цепи обратной связи операционного усилителя имеет высокое значение.

вышаюший следующего значения:

вх = Евых/Лр= 10 В/100 ООО = 0,0001 В. (3.25)

Иными словами, как только дифференциальное напряжение (Еч-Е2) достигает 100 мкВ, операционный усилитель входит в режим насыщения. Однако напряжения гораздо более низкой амплитуды могут вызвать появление значительного выходного сигнала, который без труда будет воспринят. Например, в рассмотренной нами выше ситуации сигнал с напряжением 10 мкВ приводит к появлению на выходе достаточно большого напряжения, равного 1 В, которое воспринимается как признак того, что напряжения Д и £2 больше не равны между собой. Итак, для всех практических случаев компаратор на основе операционного усилителя обнаруживает неравенство двух напряжений, поданных на два его входа.

Если приложены такие напряжения, что Е\ меньше Е2, то это эквивалентно тому, что на инвертирующий вход подано отрицательное напряжение и на выходе будет действовать высокий положительный уровень (в нашем примере +10 В). С другой стороны, если напряжение Ei больше, чем напряжение £2, то операционный усилитель срабатывает так, как если бы к инвертирующему входу было приложено положительное напряжение; при этом на выходе появляется отрицательный уровень. Это позволяет нам не только судить о равенстве двух входных потенциалов, но и делать вывод о том, какой из них больше. Хотя для схем такого типа часто используются операционные усилители, многие конструкторы все же предпочитают пользоваться готовыми и1тегральными схемами компараторов, такими, как LM311 и LM3S9.

LM311-это единственный компаратор, который производят почти все фирмы, занимающиеся изготовлением полупроводниковых приборов общего назначения (а не специализированных). Эта схема может поставляться в 14-выводном корпусе с двух-




lSblX

Рис. 3.15. Операционный усилитель с разомкнутой цепью обратной связи как амплитудный компаратор.

рядным расположением выводов, в 8-выводном миниатюрном корпусе с двухрядным расположением выводов и в 8-выводном плоском металлическом корпусе. Для большинства практических случаев автор рекомендует миниатюрный корпус с двухрядным расположением выводов - с ним гораздо легче работать, и он занимает на плате меньше места, чем разнообразные 14-выводные корпуса.

LM339 -это четыре компаратора в одном 14-выводном корпусе с двухрядным расположением выводов. Четыре независимых компаратора объединены общей шиной питания и имеют одни и те же выводы земли.

В интегральных компараторах LM.311 и LM.339 высокий уровень на выходе сохраняется все то время, пока ЕчКЕ. ЭтуИС можно использовать по-разному, но обычно на один вход подают эталонное напряжение или заземляют. Эталонное напряжение (включая и потенциал земли) можно установить вручную, а можно связать с какой-нибудь схемой. На другой вход подается переменное напряжение с аналогового входа. В примере, показанном на рис. 3.15, на выходе компаратора сигнал присутствует все то время, пока УсигнУот. Такая схема может пригодиться во многих практических случаях, поэтому она пользуется большой популярностью.

Например, в одном медицинском приборе, предназначенном для подачи сигнала тревоги (схему разработал Мак-Каллау), напряжение Усигн представляет собой электрический выход датчика дыхания. Ничего не происходит до тех пор, пока напряжение Уснгн имеет достаточную амплитуду для генерирования выходных импульсов компаратора, которые используются для сброса сигнала тревоги. Если, однако, напряжение Уси™ перестанет действовать или уменьшится ио амплитуде, на выходе компаратора перестанут появляться импульсы, и, когда истечет время ожидания сброса тревоги, включится звуковой сигнал. Еще один пример использования компаратора вы найдете в главе, посвященной аналого-цифровым преобразователям. Там



напряжение Уснгн представляет собой линейно нарастающую функцию, а вых используется для того, чтобы остановить внутренний генератор тактовых импульсов АЦП.

Модули специальных функций

Некоторые компании предлагают покупателям модули специальных функций, предназначенные для выполнения некоторой вполне определенной функции аналоговой схемы. Эти модули состоят из операционных усилителей, дискретных компонентов и интегральных схем. Обычно они бывают скомпонованы в виде черных эпоксидных или керамических блоков с минимальным количеством внешних выводов. Пользоваться этими модулями несложно, и, как правило, их следует рассматривать как законченные компоненты, а не как схемы.

Вообще говоря, модули специальных функций весьма дороги, но высокая стоимость экономически оправдывается удобством их использования и точностью характеристик. В одной из глав мы подробно рассмотрим некоторые из них.



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


0.011