Главная Операционные усилители



должно превышать 500 Ом, но оба сопротивления должны быть по возможности небольшими. Это условие станет понятным позже. Как ни парадоксально, в некоторых случаях лучше всего, чтобы сопротивление Rbk было очень высоким. Общее правило, которое следует соблюдать при проектировании почти всех электронных устройств, устанавливает, что входное сопротивление усилителя должно быть по крайней мере в 10 раз больше сопротивления источника сигнала. Иными словами,

вх<10/?„ох. (5.3)

где Rbk - входное сопротивление; Rhct - сопротивление источника входной (внешней) схемы.

В случае когда сопротивление источника велико, как, например, при биоэлектрических измерениях или когда источником сигнала служат газовые электроды или электроды измерителя концентрации водорода рН, оказывается, что сопротивление Rbx должно быть очень большим. Благодаря этому даже при относительно небольших значениях коэффициента усиления сопротивление обратной связи должно быть очень высоким.

Переменный или избирательный коэффициент усиления можно получить за счет изменения сопротивления обратной связи Ro.c. Примеры приведены на рис. 5.2. Рис. 5.2, с иллюстрирует метод получения переменного коэффициента усиления за счет включения потенциометра в цепь обратной связи. При этом Ro.c = Ri-\-R2 и коэффициент усиления по напряжению определяется следующим выражением:

A = (/?i+Wbx- (5.4)

На практике принято делать Ri равным Rbx при условии, что коэффициент усиления должен быть равен единице. Когда потенциометр R2 установлен так, что его сопротивление минимально (О Ом), коэффициент усиления каскада равен единице. Если сопротивление Ri равно О Ом (т. е. Ri в этом случае отсутствует), минимальный коэффициент усиления равен нулю.

Та же схема используется и для того, чтобы подобрать определенное значение коэффициента усиления. Ошибки коэффициента усиления могут возникать из-за ошибок операционного усилителя, или чаще они обусловлены нормальными допусками на сопротивления. Когда потенциометр используется для тонкой настройки коэффициента усиления каскада, наверное, имеет смысл делать сопротивление Ri раз в десять больше, чем сопротивление R2, тогда можно будет получить хорошее разрешение. Кроме того, в качестве резистора R2 разумно использовать регулировочный потенциометр.

Рис. 5.2,6 иллюстрирует избирательный переключательный метод регулировки коэффициента усиления. В этой системе коэффициент усиления изменяется ступенчато с помощью переключателя Пь изменяющего сопротивление обратной связи. По-





Рис. 5.2. Инвертирующий повторитель с регулировкой коэффициента усиления (а); инвертирующий повторитель с выбором коэффициента усиления {б).

V 1. = 7 В; V,,g=i В; Vi - схема типа 741 в миниатюрном корпусе с двухрядным расположением выводов.

казанные на схеме выводы имеют устройства, принадлежащие к семейству 741, а именно те устройства, которые компонуются в миниатюрных корпусах с двухрядным расположением выводов и в металлических корпусах.

Хотя в качестве сопротивлений 7?вх и Ro.c можно выбирать любые приемлемые значения, при желании вы можете воспользоваться значениями, приведенными в табл. 5.1.

Если сопротивления, рекомендуемые для входного резистора, слишком малы для некоторого практического случая, попробуйте другие значения, помня об ограничениях, накладываемых на отношение Ro.cIRbx-

Следует также учитывать одно дополнительное требование, предъявляемое к максимально допустимому выходному напряжению при данном уровне напряжения источнка питания и дан-



Таблица 5.1

ЗАВИСИМОСТЬ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ ПО НАПРЯЖЕНИЮ от СОПРОТИВЛЕНИИ РЕЗИСТОРОВ

Рис.

o.c.i-кОм

О.С.2

О.С.З

5.2, а

1-11

5.2, а

0-10

5.2,6

5 2,6

5 2,6

5.2,6

5.2,6

5.2,6

5.2,6

5.2,6

5.2,6

ном значении коэффициента усиления. Здесь перед нами встает та же задача с р-п-переходами, что и в гл. 1. Практическую рекомендацию можно дать такую же: на каждом переходе база- эмиттер и база - коллектор между выходом устройства и каждым выходом источника питания можно допустить падение напряжения от 0,7 до 0,9 В. Таким образом получаем два предела:

(5.5) (5.6)

тах(-)=сс-0,9Л-,

где - число переходов между выходом устройства и выводом операционного усилителя. Эти пределы следует рассматривать в связи с максимально ожидаемым входным напряжением и коэффициентом усиления по напряжению. Пусть, например, максимальное положительное выходное напряжение (£тах(+)) равно 10 В, а коэффициент усиления равен 1000. Чему равно максимальное отрицательное входное напряжение, которое не будет насыщать выход?

(5.7) (5.8)

вых--о-вх»

поэтому

вх= BtHxlV

Подставляя заданные значения, получим

вж (max) = -10/1 ООО = -0,010 В =--10 МВ.

(5.9)



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


0.0076