Операционные усилители (ОУ).

Входные каскады ОУ.

Первый каскад определяет входное сопротивление и потребляемый ток на входе, оказывает основное влияние на формирование таких показателей как: уровень шума, дрейф нуля, чувствительность усилителя.

Как правило, к входному каскаду ОУ предъявляют следующие требования:

- большой коэффициент усиления;

- максимальное ослабление синфазного сигнала;

- минимальное смещение;

- минимальный дрейф нуля;

- минимальный входной ток;

- минимальное температурное изменение входных токов;

- минимальный уровень шума на входе.

Для осуществления перехода от симметричного каскада к несимметричному используют специальные схемы переходов.

Во многих схемах ОУ схема перехода может быть также дифференциальным каскадом и несимметричный выход получат с одного плеча этого каскада. В этом случае гораздо лучше реализуются параметры первого каскада.

Назначение выходного каскада ОУ – получение на выходе заданной амплитуды напряжения и тока и защита предшествующих каскадов от изменения внешней нагрузки.

Основное требование, предъявляемое к выходному каскаду, - наличие большого входного сопротивления для согласования с предшествующим каскадом и малого выходного сопротивления, которое обеспечит передачу заданного уровня напряжения, тока и мощности без потерь и нелинейных искажений.

В качестве выходного каскада ОУ могут быть использованы однотактные схемы, работающие в режиме А или двухтактные на комплементарных транзисторах, работающие в режиме АВ и В.

В выходных каскадах так же необходимо использовать схемы защиты от перегрузок, особенно от возможных коротких замыканий, с помощью ООС или транзисторов.

Операционные усилители могут быть использованы как самостоятельные устройства, так и входить в другие электронные схемы. Наиболее широкое применение получили линейные схемы на основе операционных усилителей. Для понимания процессов, происходящих в таких устройствах, используют математический анализ на основе ряда допущений:

- входное сопротивление ОУ равно бесконечности, следовательно, входные токи равны нулю;

- выходное сопротивление ОУ равно нулю, то есть ОУ со стороны выхода является идеальным источником напряжения;

- коэффициент усиления по напряжению дифференциального сигнала равен бесконечности, а дифференциальный сигнал в режиме усиления равен нулю, при этом не допускается закорачивания выводов усилителя;

- в режиме насыщения напряжение на выходе усилителя равнопо модулю напряжению питания, а знак определяется полярностью входного сигнала;

- синфазный сигнал не действует на операционный усилитель;

- напряжение смещения равно нулю.