Автоматизация сбора и первичной обработки информации

32 3.2. Характеристики операционного усилителя Операционный усилитель (ОУ) – это модульный многокаскадный усилитель с дифференциальным входом, по своим характеристикам приближающийся к воображаемому “идеальному усилителю” (рис. 3.6). С таким идеальным усилителем обычно ассоциируются следующие свойства: 1) бесконечный коэффициент 2) бесконечное полное входное сопротивление (Z вх  ); 3) нулевое полное выходное сопротивление (Z вых  0); 4) равенство нулю выходного напряжения U вых = 0 при равенстве напряжений на входах U 1 = U 2 ; 5) бесконечная ширина полосы пропускания (отсутствие задержки при прохождении сигнала через усилитель). Коэффициент усиления разомкнутого ОУ вых 2 1 U A U U   должен быть очень большим: от 10 4 и до 10 7 . Блок-схема ОУ включает дифференциальный, промежуточный и оконечный каскады (рис. 3.7): а) дифференциальный каскад – имеет высокий коэффициент усиления по отношению к разности входных сигналов и низкий коэффициент усиления по отношению к одинаковым сигналам (синфазные сигналы), а также высокое входное сопротивление Z вх ; б) промежуточный каскад – увеличивает общий коэффициент усиления-А и приводит напряжение “покоя” к “0”; в) оконечный каскад – уменьшает Z вых и является обычно эмиттерным повторителем. Влияние отрицательной обратной связи в ОУ Из курса теоретических основ управления можно вспомнить, что замкнутая цепь характеризуется наличием обратной связи, т.е. передачей информации с выхода последнего звена на его вход или на вход одного из предыдущих звеньев (рис. 3.8). Если коэффициенты передачи звеньев k 1 >0, k 2 >0 и выходная величина звена обратной связи k 2 y вычитаются из входной величины x , то обратная связь является отрицательной. Oчевидно, что   1 2 y k x k y   , откуда номинальная функция преобразования цепи с отрицательной обратной связью имеет вид: Рис. 3.6 А U вых U 1 U 2 Инвертирующи й вход Неинвертирую щий вход Рис. 3.7 Инвертирующий вход Неинвертирующий вход Дифферен- циальный каскад Промежуточный каскад Оконечный каскад Выход С малым Z вых Рис. 3.8 х K 1 K 2 y