Если вы первый раз на форуме, рекомендуем прочитать ПРАВИЛА ФОРУМА. Чтобы создавать свои сообщения или отвечать на форуме необходимо ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ.
Операционные усилители — специальные усилители постоян¬ного тока (УПТ), которые отличаются высоким коэффициентом усиления (иногда более 1 млн.) и пологой частотной характе¬ристикой. В этих усилителях для получения линейной характе¬ристики используют непосредственную связь между каскадами. Поэтому полоса пропускания таких усилителей занимает об¬ласть от нуля до весьма высоких частот. Обычно для получе¬ния требуемого операционного соотношения между выходным и входным импедансами операционного усилителя вводят цепь обратной связи.
Рис. 1. Операционный усилитель.
На рис. 1 показана типичная схема операционного усили¬теля. Коэффициент обратной связи р выражает относительную величину напряжения, поступающего по цепи обратной связи с выхода на вход.
Отрицательная обратная связь (ОС) ослабляет шумы, ча¬стотные искажения сигнала и расширяет полосу пропускания. Сигнал обратной связи, поступающий на вход усилителя, усиливается и проходит на выход в противофазе с действующим там сигналом. В результате выходной сигнал ослабляется в степени, определяемой глубиной обратной связи.
Пусть при отсутствии обратной связи входной сигнал еът усиливается (коэффициент усиления схемы без цепи обратной связи обозначим буквой А) и на выходе получается сигнал
Следовательно, коэффициент усиления схемы без обратной связи, или коэффициент усиления схемы с разомкнутой петлей обратной связи, есть отношение мгновенных значений выходно¬го и входного напряжений сигнала ;
Перед коэффициентом обратной связи |3 ставят знак минус, если обратная связь отрицательна; в схемах генераторов, где используется положительная обратная связь, перед (3 ставят знак плюс. Символом А' обозначают коэффициент усиления схе¬мы, охваченной обратной связью.
Произведение Л|3 называют фактором обратной связи. Ве¬личина (1 — Л(3) есть мера глубины обратной связи. Уравнения усиления для схемы с обратной связью имеют вид
(2.3)
где А' — коэффициент усиления усилителя с обратной связью, А — коэффициент усиления усилителя без обратной связи, Р — коэффициент обратной связи.
Если фактор обратной связи много больше единицы, то ве¬личина коэффициента усиления по напряжению практически не зависит от А и для коэффициента усиления по напряжению схе¬мы с обратной связью можно записать следующее выражение:
(2.4)
Поскольку отрицательная обратная связь ослабляет также и искажения сигнала, полезно выразить величину искажений сигнала на выходе схемы. Обозначим относительную величину искажений сигнала на выходе схемы при наличии и при отсут¬ствии обратной связи соответственно D' и D; тогда можно за¬писать уравнение
(2.5)
Таким образом, как величина коэффициента усиления сиг¬нала, так и величина его искажений ослабляются одинаково, причем величина ослабления определяется глубиной обратной связи (il — Лр). Если, например, абсолютная величина глубины обратной связи равна 3, а величина коэффициента усиления без обратной связи равна 60, то при наличии обратной связи ве¬личина коэффициента усиления составит
Соответственно, если относительная величина искажений сигнала составляла 6%, то при действии обратной связи она упадет до 2%:
Когда фактор обратной связи много больше единицы (и ко¬эффициент усиления сигнала по напряжению не зависит от А), выходное напряжение евых определяется только значениями то¬ков сигнала, протекающих по сопротивлениям R1 и R2, и вход¬ного напряжения евх (рис. 1). Поэтому в операционных уси¬лителях с высоким коэффициентом усиления при наличии об¬ратной связи выходное напряжение сигнала схемы определяет¬ся следующим выражением:
Если вы первый раз на форуме, рекомендуем прочитать ПРАВИЛА ФОРУМА. Чтобы создавать свои сообщения или отвечать на форуме необходимо ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ.