Главная Операционные усилители



является инвертирующим повторителем, который мы рассмотрели ранее, но здесь вывод Vee подсоединен не к отрицательному полюсу источника питания, а к земле (да здравствует экономия!). В исходной схеме инвертирующего повторителя это привело бы к разбалансу и к переходу операционного усилителя в режим насыщения, при котором выходное напряжение достигает своего предельного значения, равного напряжению источника питания. Однако резисторный делитель напряжения повышает потенциал неинвертирующего входа до некоторой положительной величины и тем самым изменяет положение рабочей точки операционного усилителя. Это, конечно, повышает выходное напряжение покоя до такого же уровня, но теперь выходной сигнал вместо того, чтобы изменяться относительно нуля, будет изменяться относительно некоторого положительного уровня напряжения. Именно поэтому мне так не нравится работа с одним источником.

Другой путь достижения того же результата доказан на рис. 1.8,6. В этой схеме потенциал неинвертирующего входа устанавливается с помощью диода Зенера.

На неинвертирующий вход нужно подавать определенное минимальное напряжение, величина которого различна для различных классов операционных усилителей. Эту величину можно определить на основании данных, приведенных в паспорте устройства, или же по его принципиальной схеме. Минимальное напряжение на неинвертирующем входе определяется числом р-п-переходов между входом усилителя и выводом Vee источника питания. Переходы должны быть смещены (иначе устройство вообще не будет работать), и тогда появится падение напряжения. Вообще говоря, пользуясь паспортными данными, это значение можно подсчитать. Эта величина представляет собой разность между максимально допустимым значением


i-1-УссОЮ-]<-

Рис. 1.8. Работа операционного усилителя от одного источника питания. 2-203 17



Vee и максимально допустимым отрицательным входным напряжением. Иными словами, напряжение определяется следующим образом:

V = V,,~E,,,„,,,, y (1.28)

Если нужной информации в паспорте нет, то, пользуясь схе-!Мой устройства, можно подсчитать число имеющихся р-и-пере-ходов. Подсчитывать следует как переходы база - эмиттер, так и переходы база - коллектор. Общее число р-и-переходов нужно умножить на 0,9 В. Для большинства используемых операционных усилителей результирующее напряжение будет лежать в пределах между 2,7 и 3,5 В. Однако можно найти несколько типов микромощных схем, для которых эта величина составляет всего 1,5 В.

Как правило, схема строится таким образом, чтобы напряжение в точке А составляло по крайней мере третью часть напряжения Vcc, а часто половину Vcc- В последнем случае нужно, чтобы выполнялось равенство Ri = R2, а в первом случае - чтобы Ri = 2R2. Выбирайте такие значения сопротивлений, которые лежат в пределах между 1000 и 20 000 Ом.

Еще один метод иллюстрируется рис. 1.9. В нем используется мостовая схема, состоящая из резисторов Ri, R2, Rs и Rt Фактически здесь применен тот же метод, который был использован в предыдущем примере, но в данном случае сохраняется свойство дифференциальности входов операционного усилителя. Для этой схемы справедливы правила, которые мы сформулировали для схемы, изображенной на рис. 1.8, а, кроме того, потребуем, чтобы выполнялись условия Ri=R2 и R3 = R4- Резисто-,.ры должны быть такими, чтобы их можно было подобрать

/fcmowm питания пост топа (+)

(-)о-

wo-[

j-1 f

Тис, 1.9. Работа операционного усилителя от одного источника питания с сохранением дифференциального характера входов.



+ 0-

Вход

источника питания пост топа

-оЧс

общая шина

Общая шина

Общая шина

Шасси

Рис. 1.10. На схеме а питание создается с помощью диода Зенера, на схеме б питание подается с помощью интегрального трехконтактного стабилизатора напряжения, на схеме в показана шунтирующая цепь между общей шиной и

шасси

Вручную или с помощью омметра, или же нужно приобрести резисторы прецизионного типа. При расчете коэффициента усиления по напряжению при замкнутой цепи обратной связи в /?вх нужно включать параллельное соединение Ri и R.

Последний метод, который мы рассмотрим, иллюстрируется рис. 1.10. Здесь для получения потенциалов Vc и Vee от одного источника напряжения мы пользуемся стабилизаторами напряжения. На рис. 1.10, а изображена схема, в которой в качестве стабилизаторов используются опорные диоды. Здесь требуются два диода - один для напряжения Vcc, а другой для Vee. Конденсаторы применены не для фильтрации, так как мы используем источник постоянного тока, а для развязки и поддержания стабильности. Между прочим, применение конденсаторов не всегда обязательно, но всегда желательно.

На рис. 1.10,6 показан другой метод, в котором используются интегральные трехвыводные стабилизаторы напряжения, такие, как LM340/LM320 или МС7800/МС7900. И здесь желательно использовать развязывающие конденсаторы. В этой схеме и в схеме на рис. 1.10, а потенциалы земли (шасси) и общей шины операционного усилителя не совпадают, если только источник питания этой схемы не изолирован от земли. Можно, однако, сделать их совпадающими для сигналов переменного-тока, если между общей шиной операционного усилителя и шасси поставить шунтирующий конденсатор емкостью несколько микрофарад. Полученный таким образом потенциал называется плавающей или уравновешенной землей.



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


0.012