рис. 1.141При практическом использовании операционного усилителя необходимо учитывать, что различные факторы могут существенно влиять на его выходное напряжение.

Влияние синфазного напряжения на выходное напряжение.

Обратимся к схеме (рис. 1.141), в которой имеется только синфазный сигнал uсф (uдиф = 0). Изобразим типичный график зависимости uвых от uсф для операционного усилителя (рис. 1.142).

рис. 1.142

Если модуль | uсф | сравнительно мал, то синфазный сигнал слабо влияет на напряжение uвых. Иначе его влияние, как следует из графика, может быть очень существенным. Если синфазный сигнал оказывается чрезмерно большим по модулю, то операционный, усилитель может выйти из строя. Влияние синфазного сигнала при его малых по модулю значениях характеризуют коэффициентом усиления синфазного сигнала Kсф и коэффициентом ослабления синфазного сигнала Kос сф:

Kсф = uвых / uсф

Kос сф = K / Kсф



Коэффициент K всегда положителен. Коэффициенты Kсф и Kос сф могут быть как положительными, так и отрицательными. Но в справочных данных обычно указывают модули этих коэффициентов. Модуль коэффициента Kсф обычно близок к единице, поэтому модуль коэффициента Kос сф обычно такого же порядка, что и коэффициент K. Коэффициент Kос сф часто измеряют в децибелах, обозначая его в этом случае через Kос сф дБ:

KоссфдБ = 20 · log | Kоссф |

Например, для операционного усилителя типа К140УД1Б при напряжении питания ±12,6 В синфазный сигнал uсф должен лежать в пределах −6 ...+6 В. Для этого усилителя коэффициент Kос сф дБ: не меньше 60 дБ. Это означает, что модуль | Kос сф | не меньше 1000.

Влияние входных токов на выходное напряжение.

Рассмотрим схему с операционным усилителем, во входной цепи которого включены два резистора (рис. 1.143).

рис. 1.143

В этой схеме источники входных сигналов отсутствуют, однако входные токи i+ и i для реальных операционных усилителей не равны нулю. Эти токи могут быть в зависимости от типа операционного усилителя и положительными, и отрицательными. Если во входном каскаде операционного усилителя используются биполярные транзисторы, то токи i+ и i  обычно лежат в пределах от десятков наноампер до единиц микроампер, а если используются полевые транзисторы, то они обычно лежат в пределах от долей пикоампер до десятков наноампер. К примеру, для операционного усилителя типа К140УД1Б токи i+ и i при t = 85° С не превышают 11 мкА (во входном каскаде — биполярные транзисторы), а для усилителя К140УД8А типовое значение этих токов при t = 70°С равно 10 нА (во входном каскаде — полевые транзисторы с p-n-переходом).

Даже если выполняется равенство i+ = i, но сопротивления R+ и R  различны, разность падений напряжения на этих сопротивлениях будет воспринята усилителем как дифференциальный сигнал и вызовет появление напряжения на нагрузке. Поэтому стремятся к тому, чтобы эквивалентные сопротивления цепей, подключенных к инвертирующему и неинвертирующему входам, были одинаковыми. К сожалению, токи i+ = i не всегда одинаковы, и это является еще одной причиной нарушения режима работы операционного усилителя.

Влияние температуры, напряжения питания и времени (старения) на выходное напряжение.

Влияние указанных факторов проявляется в том, что под их воздействием изменяется напряжение смещения Uсм. Для приближенной оценки этого влияния можно считать, что напряжение Uсм может изменяться следующим образом:

● на единицы — десятки микровольт при изменении температуры на 1° С;

● на единицы — десятки микровольт при изменении напряжения питания на 1 В;

● на доли  — единицы микровольт при увеличении срока службы схемы на 1 месяц.


Рекомендуйте эту статью другим!



нояб 07, 2012 6626

Топливно-энергетический комплекс Российской Федерации, его значение и характеристика

Топливно-энергетический комплекс представляет собой сложную систему - совокупность…
volt
март 30, 2017 1429

Напряжение в 1 Вольт, физический смыл, простое определение

И сложно и просто: что такое напряжение в 1 вольт? Напряжение электрического тока –…
передача постоянного тока 1
нояб 02, 2013 4804

Передача постоянного тока

Интерес к передачам постоянного тока в России имеет свою давнюю историю. Построены ППТ…
июнь 20, 2013 4627

Преимущества асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, формулы, перечень

Основные преимущества использования асинхронных электродвигателей (АД) с короткозамкнутым…
aes 1
март 19, 2017 630

Атомные электростанции (АЭС), принцип работы, разновидности, типы, мощность

АЭС являются тепловыми станциями, использующими тепловую энергию ядерных реакций.…