Для практичного використання ОУ нагальною потребою є знання того, як поведе себе реальний підсилювач в тій чи іншій типовій або оригінальною схемою включення, особливо при варірованіі номіналів і способів підключення зовнішніх, навісних елементів. База даних по особливостям експлуатації і ймовірним (очікуваним) характеристикам радіоелектронних схем на основі ОУ дозволить помітно полегшити роботу спеціаліста, а любителя – надихнути на пошуки шляхів вивчення або вдосконалення схем включення ОУ.

Рис. 7.1. Типова схема включення операційного підсилювача з паралельною зворотним зв’язком (інвертується підсилювач)

Рис. 7.2. Залежність коефіцієнта передачі инвертирующего підсилювача (рис. 7. Ί) при варіюванні номіналу резистора R2.R1 = 1 кОм, DA 7 UA709C (К553УД1А)

Розглянемо далі основні особливості включення та експлуатації ОУ. На рис. 7.1 наведена типова, стандартна схема включення ОУ з паралельною зворотним зв’язком або так званого инвертирующего підсилювача. На рис. 7.2

Рис. 7.4. Варіант схеми повторювача / інвертора вхідного сигналу

Рис. 7.3. Схема повторювача / інвертора вхідного сигналу

наведено сімейство частотних залежностей коефіцієнта передачі подібного підсилювача при варіюванні номіналу резистора R2.

инвертирующего підсилювача і його амплітудна характеристика

Рис. 7.6. Схема неінвертуючий підсилювача і його амплітудна характеристика

Використовуючи типову схему включення ОУ, нескладно передбачити можливість виконання обраного за бажанням користувача повторювача / інвертора вхідного сигналу, рис. 7.3, 7.4 [7.1].

Класичний інвертується підсилювач і його амплітудна характеристика наведена на рис. 7.5.

Варіант реалізації неінвертуючий підсилювача показаний на рис. 7.6.

Повторювач напруги (рис. 7.7) являє собою окремий випадок неінвертуючий підсилювача, див. Вище, що виконується при Rl = ° o, R2 = 0. Коефіцієнт передачі такого пристрою близький до одиниці. Повторювачі напруги застосовують, головним чином, для узгодження опорів джерела сигналу і навантаження.

Рис. 7.7. Схема повторювача напруги і його амплітудна характеристика

При охопленні ОУ позитивним зворотним зв’язком (рис. 7.8) його амплітудна характеристика приймає вигляд, показаний на рис. 7.8 з вираженою петлею гистерезиса.

Смуга пропускання підсилювача (заливка сірим кольором), див. Графік на рис. 7.9, рис. 7.10, визначається областю частот, в межах якої коефіцієнт посилення має максимально можливе для даного підсилювача значення, знижуючись по краях смуги не більше, ніж на 3 дБ (0,707 від вихідного, максимального рівня).

Для підсилювачів постійного струму нижня межа усиливаемого діапазону частот дорівнює 0 Гц, верхня – визначається конструкційними особливостями самого ОУ. Для підсилювачів змінного струму ємність конденсатора С1, при якій УНЧ на ОУ має спад на рівні 3 дБ в

низькочастотної області, визначається з виразу:

Наприклад, для Rl = l кОм, 0 = 1 мкФ нижня межа підсилюються частот підсилювача складе 160 Гц, при 0 = 10 мкФ – 16 Гц і т. Д. Зазначу, що для 0 = 100 мкФ розрахункове значення дещо відрізняється від теоре-

Рис. 7.10. Амплітудно-частотні характеристики типового УНЧ на ОУ. Конденсатори С1 і С2: 1 – 100 мкФ; 2 – ЮмкФі; 3 – 1 мкФ. DA1 UA709C

Рис. 7.13. Схема збільшення вихідної потужності УНЧ на основі операційного підсилювача

тичного. Верхнє значення кордону підсилюються пристроєм частот не залежить від номіналів ємностей конденсаторів С1 і С2 і становить 10 кГц. Коефіцієнт посилення УНЧ визначається співвідношенням R2 / R1 і становить 40 дБ (100 разів).

Рис. 7.14. Варіант схеми збільшення вихідної потужності УНЧ на основі операційного підсилювача

Операційні підсилювачі зазвичай мають малий вихідний струм, часто недостатній для забезпечення необхідного струму навантаження. Кратно по числу задіяних операційних підсилювачів можна збільшити цей струм, рис. 7.11 [7.2]. Коефіцієнт передачі пристрою дорівнює одиниці. При необхідності посилити сигнал схему доповнюють резистивной ланцюжком Ra, Rb, ставлення номіналів резисторів якої визначає коефіцієнт посилення. Принагідно зауважимо, що при подібному способі включення елементів в УРП, де п – кількість паралельно включених підсилювачів, знижується шум пристрою.

Для умощнения вихідного сигналу, що знімається з виходу операційного підсилювача, можуть бути використані електронні схеми, органічно що нарощують структуру вихідних каскадів мікросхеми, рис. 7.12-7.14 [7.1, 7.2]. Сумарний коефіцієнт посилення пристроїв по напрузі при цьому залишається незмінним.

Шустов М. А., Схемотехніка. 500 пристроїв на аналогових мікросхемах. – СПб .: Наука і Техніка, 2013. -352 с.