Операционным усилителем (ОУ) называют усилитель постоянного тока с дифференциальным входным каскадом, с очень высоким и стабильным коэффициентом усиления (от 1000 до 100000), широкой полосой пропускания (= 10 – 100 МГц), высоким входным сопротивлением(RBX>10 кОм), малым выходным сопротивлением (RВЫХ>100 Ом), малым дрейфом нуля, высоким коэффициентом подавления синфазных сигналов, несимметричным выходом. Таким образом, под термином “операционный усилитель” понимают высококачественный универсальный усилитель.

Условное обозначение ОУ показано на рис. 2.26, а, а его амплитудная характеристика – на рис. 2.26, б. Вход 1, обозначенный знаком плюс на рис. 2.26, а, называют неинвертирующим (прямым), так как сигнал на выходе и сигнал на этом входе имеют одинаковую полярность. Вход 2, обозначенный знаком “–”, называют инвертирующим, так как сигнал на выходе по отношению к сигналу на этом входе имеет противоположную полярность, На рис. 2.26, в показана принципиальная схема ОУ. Питание осуществляется от двух последовательно включенных источников, напряжения которых одинаковы, но знаки относительно заземленной точки разные. Этим обеспечивается нулевой сигнал на выходе в отсутствие входного сигнала и возможность получить выходной сигнал или положительной, или отрицательной полярности. Сигнал можно подавать от симметричного источника сигнала, соединенного с общим проводом, на вход 1 – вход 2 либо от двух отдельных источников, один из которых подключают к инвертирующему входу и общему проводу, другой – к неинвертирующему и общему проводу. Часто сигнал подают на неинвертирующий вход, а через инвертирующий вход ОУ охватывают глубокой ОС. В этом случае можно получать устройства с различными свойствами, которые будут определяться параметрами цепи ОС. С помощью такого ОУ можно осуществлять математические операции (умножение, интегрирование, дифференцирование, сравнение и другие отсюда название этих усилителей – операционные).

Многообразие функций, которые можно выполнять ОУ, сделало его основным универсальным устройством аналоговых (линейных) интегральных микросхем.

Типовая схема ОУ показана на рис. 2.27. В ней имеется два дифференциальных каскада: один – на транзисторах Т1 и Т2, другой – на транзисторах T3 и T4 (каскады предварительного усиления); переходный однотактный каскад на транзисторе T5; и выходной каскад (мощный) на транзисторах Т6 и Т7, выполненный по схеме эмиттерного повторителя с дополнительной симметрией. Диоды играют роль нелинейных сопротивлений, обеспечивающих температурную стабильность.

Рис. 2.26. Условное обозначение, амплитудная характеристика и принципиальная схема операционного усилителя

Рис. 2.27. Типовая схема операционного усилителя

• Назад
• Вперёд