Wyjściowe napięcie niezrównoważenia

Wykonał
Mateusz Lipski


Wzmacniacz operacyjny to wielostopniowy,
wzmacniacz różnicowy prądu stałego,
charakteryzujący się bardzo dużym
różnicowym wzmocnieniem napięciowym rzędu
stu kilkudziesięciu decybeli i przeznaczony
zwykle do pracy z zewnętrznym obwodem
sprzężenia zwrotnego, który decyduje o
głównych właściwościach całego układu.
Różnicowe wzmocnienie napięciowe jest to
stosunek zmiany napięcia wyjściowego
do zmiany różnicowego napięcia
wejściowego:
Wejściowe napięcie niezrównoważenia
W idealnym wzmacniaczu operacyjnym jeżeli na obu wejściach
jest napięcie równe 0, to na wyjściu też powinno być napięcie
równe 0. Ale w rzeczywistych wzmacniaczach tak nie jest.
Wejściowym napięciem odniesienia określa się napięcie między
wejściami wzmacniacza, gdy na wyjściu panuje napięcie równe 0.
Wzmocnienie sygnału współbieżnego
Napięcie wyjściowe wzmacniacza może zależeć też od sumy napięć
na wejściach wzmacniacza. Współczynnik wzmocnienia sygnału
współbieżnego określa wzór:
Współczynnik tłumienia sygnału współbieżnego
W miejsce wzmocnienie sygnału współbieżnego często podawany jest
współczynnik tłumienia sygnału współbieżnego (ang. Common Mode
Rejection Ratio, CMRR), który lepiej określa własności wzmacniacza.
Określa go wzór:
Współczynnik CMRR wyrażany jest zazwyczaj w decybelach.
Wyjściowe napięcie niezrównoważenia
Napięcie na wyjściu wzmacniacza, gdy na obu wejściach napięcie jest
równe zero.
Rezystancja wejściowa
Określa się:
Rezystancję sygnału różnicowego, określoną jako rezystancję między
wejściami wzmacniacza przy podawaniu napięcia między wejścia.
Rezystancję sygnału współbieżnego, określoną między jednym z wejść a
masą.
Rezystancja wyjściowa
Określa się jako rezystancję wyjścia przy obu sygnałach wejściowych
równych zero.
Współczynnik tłumienia wpływu zasilania
Współczynnik tłumienia wpływu zasilania, określa się jako
stosunek zmiany napięcia zasilania do wywoływanej przezeń
zmiany napięcia wyjściowego.
Współczynnik PSRR wyrażany jest zazwyczaj w decybelach.
Zakres zmian napięcia wejściowego
Zakres zmian napięcia na każdym z wejść względem masy, przy
których wzmacniacz pracuje poprawnie.
Maksymalne napięcie wyjściowe
Jest to maksymalne napięcie jakie można uzyskać na wyjściu bez
nasycenia wzmacniacza.
Maksymalny prąd wyjściowy
Jest to maksymalny prąd jaki może przepływać przez wyjście
wzmacniacza przy jego prawidłowej pracy.
Wejściowy prąd polaryzujący
Minimalne natężenie prądu na wejściach wzmacniacza wymagane
do jego prawidłowej pracy.
Szybkość zmian napięcia wyjściowego Pasmo przenoszenia wzmacniacza
przy otwartej pętli sprzężenia zwrotnego.
Szumy wzmacniacza
Pobór mocy
Częstotliwość graniczna
Częstotliwość graniczna - jest to częstotliwość, przy której wzmocnienie
wzmacniacza maleje do jedności. Częstotliwość graniczna zależy od
pasma przenoszenia.
Czas narastania odpowiedzi na skok jednostkowy
Parametr jest zdefiniowany jako maksymalny czas zmiany na wyjściu
wzmacniacza w układzie o wzmocnieniu równym 1 i dużym sygnale
wejściowym.
Pomiaru parametru dokonuje się w układzie wtórnika napięcia lub
układzie odwracającym. Do wejścia wzmacniacza doprowadza się impulsy
prostokątne o odpowiednio dużej amplitudzie i małym czasie narastania.
Czas narastania, równy czasowi wzrostu napięcia w zakresie liniowym,
określa się z oscylogramu przebiegu czasowego napięcia wyjściowego.
Współczynnik cieplny wejściowego napięcia niezrównoważenia
Idealny wzmacniacz operacyjny charakteryzuje się nieskończenie
wielką rezystancją wejściową Rwe i nieskończenie wielkim
wzmocnieniem napięciowym Au - wzmocnieniu podlega napięcie
różnicowe Uo = AuUd = Au(U + − U − ). W rzeczywistych układach
rezystancja wejściowa jest bardzo duża, rzędu megaomów,
natomiast wzmocnienie napięciowe rzędu stu-kilkudziesięciu
decybeli .
Ujemne sprzężenie zwrotne zmniejsza
wzmocnienie, co jednak nie jest
negatywnym zjawiskiem, a pożądanym,
ponieważ:
1. poszerza zakres pracy liniowej,
2. zmniejsza wrażliwość na zakłócenia,
3. poszerza pasmo przenoszenia,
4. parametry wzmacniacza objętego pętlą
sprzężenia zwrotnego zależą w zasadzie
wyłącznie od elementów wchodzących w
skład obwodów sprzężenia zwrotnego.
1.
2.
3.
4.
5.
nieskończenie duży współczynnik
wzmocnienia (w rzeczywistości kilkaset
tysięcy)
nieograniczone pasmo przenoszenia
bardzo duża sprawność (nieskończenie
duża impedancja wejściowa, bardzo mała
impedancja wyjściowa)
zależność sygnału wyjściowego od
wejściowego jest całkowicie liniowa
jeżeli sygnał wejściowy jest równy zero, to
na wyjściu sygnał jest również równy zero
Wzmocnienie napięciowe: Ku= - R2/R1
Napięcie wyjściowe: Uwy=Uwe*Ku
Wzmocnienie napięciowe: Ku=
(R2+R1)/R1
Napięcie wyjściowe: Uwy=Uwe*Ku
Wzmocnienie napięciowe: Ku= R2/R1
Napięcie wyjściowe: Uwy=(Uwe2 Uwe1)*Ku
Wzmocnienie napięciowe: Ku= - R2/R1
Napięcie wyjściowe: Uwy=(Uwe2 +
Uwe1)*Ku
Napięcie wyjściowe:
 http://pl.wikipedia.org/wiki/Wzmacniacz_ope
racyjny,
 http://pl.wikibooks.org/wiki/Wzmacniacze_op
eracyjne,
 http://www.elportal.pl/ea/wzmoper.html,
 http://marcin-site.republika.pl/wzmo.html.