Главная Операционные усилители




Рис. 7.3. Увеличение коэффициента усиления за счет второго каскада усилителя.

A = (R!jR,)(R,IRe), если Ri~Ri и Rs-Ri+Rs.

В этой схеме используют всего два операционных усилителя, шесть постоянных сопротивлений и единственный потенциометр. Если оба операционных усилителя входят в состав одной ИС, то получаем очень компактный усилитель с очень высоким коэффициентом усиления. Если малые допуски необязательны, то подходят ИС типа 747 или МС1458/МС1558 (ее также называют схемой типа 5588), но в тех случаях, когда к характеристикам предъявляются жесткие требования, используйте высококачест-



Рис. 7.4. Эффективный входной импеданс схемы повышен за счет входных усилителей с единичным коэффициентом усиления.



Лредусилитель

2 й каскаЗ j/cuwrnsfr


Регулировка

носе

Рис, 7 5, Инструментальный усилитель с высоким значением коэффициента

усиления.

и Л„=[(2«„/«<;) + 11(«з/«1), если /?=/?i„ Ri=R,+R5

венный сдвоенный операционный усилитель, такой, как, например, ОР-10 фирмы PMI.

На рис. 7.4 показана недорогая схема, с помощью которой можно повысить коэффициент усиления. Кроме всего прочего, эта схема позволяет использовать для Ri и R2 резисторы с относительно небольшим сопротивлением, порядка 1000 Ом. Два операционных усилителя включены здесь как неинвертирующие повторители с единичным коэффициентом усиления; они обеспечивают необходимое преобразование импеданса.

В связи с тем что значения выходных импедансов даже недорогих операционных усилителей лежат в диапазоне от 50 до 200 Ом, сопротивления Ri и R2 можно выбирать небольшими. Очевидное преимущество этого приема состоит в том, что он позволяет получать высокие значения коэффициента усиления при незначительном усложнении схемы. Такая схема особенно полезна в тех случаях, для которых характерно очень большое значение входного импеданса. В качестве усилителей У1 и Уг либо можно использовать нормальные операционные усилители, в которых инвертирующие входы связаны с выводами выходов, либо выбрать усилитель из семейства LM302; в этом случае необходимое соединение нужно будет сделать во внешней цепи. Однако если к схеме предъявляются действительно жесткие



требования, следует взять высококачественный операционный усилитель на полевом транзисторе с р-л-переходом или на транзисторе с высоким значением коэффициента р.

На рис. 7.5 показан еще один вариант схемы, реализующей ту же самую идею. Здесь коэффициент усиления по напряжению определяется усилителями У1 и Уг. Эту схему обычно называют инструментальным усилителем, так как она сочетает такие свойства, как высокий коэффициент усиления и очень высокий входной импеданс, что, как правило, требуется от дифференциальных предусилителей постоянного тока в научной аппаратуре. Регулировка этой схемы для получения оптимального значения КОСС производится точно так же, как регулировка схемы, показанной на рис. 7.2. Усиление классического инструментального усилителя, изображенного на рис. 7.5, определяется следующим выражением:

2Ra , j

(7.7)

коэффициент усиления -L J--коэффициент усиления

предусилителя 2-ro каскада усилителя

при условии, что Ra=Rb, RlRl, Rs. = R4 + R5-

Сопротивление резистора Rc обычно лежит в диапазоне от 500 до 2000 Ом и при желании на этот резистор можно возложить функцию управления коэффициентом усиления. Однако при этом во избежание осложнений в качестве Rc нужно использовать последовательное соединение постоянного резистора и потенциометра. Обратите внимание, что Rc стоит в знаменателе выражения (7.7). Если Rc принимает значение, близкое к нулю, то А,, стремится к бесконечности. Физически это означает, что усилитель входит в насыщение.

Ниже приводится типовой пример расчета коэффициента усиления по напряжению.

Пусть

= = 50 кОм, Rc= 1 кОм, R = R2 = 2 кОм, Rs = Ri-hRb = 20 кОм, тогда

Г 20 1 (101) (10) = 1010 (более 60 дБ).

(2)(50)

Другие дифференциальные усилители постоянного тока

В качестве дифференциального усилителя постоянного тока можно использовать не только интегральную схему операционного усилителя, но и другие линейные ИС. Проще всего воспользоваться готовой ИС, но следует учесть, что есть соперники, обладающие некоторыми специфическими полезными свойствами.



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


0.0121