Раздел: Документация
0 ... 3 4 5 6 7 8 9 ... 82 огюеделения коэффициента ослабления синфазного сигнала /.сф = 201ёМсф. Обычно для интегральных ОУ Lc<j, = 60-H00 дБ. Тракт передачи синфазного сигнала на эквивалентной схеме рис. 2-2 показан в виде сумматора входных сигналов с+ и в- и безынерционного звена с коэффициентом передачи 0,5/МСф, напряжение с выхода которого, равное обусловленному синфазным сигналом изменению э. д. с. смещения, подается через другой сумматор на вход основного усилительного звена. Коэффициент влияния нестабильности источника питания kn — отношение изменения э. д. с. смещения к вызвавшему его изменению одного из питающих напряжений АЕ„ (иногда влияние источников положительного и отрицательного питающих напряжений характеризуют раздельными коэффициентами влияния). Этот коэффициент чаще всего равен 2-Ю-5 — 2*10-4, что соответствует 20—200 мкВ/В. Выходное сопротивление ОУ (гВЫх) определяется точно так же, как и для любого другого усилителя и составляет обычно величину, лежащую в диапазоне от нескольких десятков до нескольких сотен ом. Динамические свойства ОУ определяются обычно двумя параметрами: частотной полосой и скоростью изменения выходного сигнала. Частотная полоса ОУ определяется, как правило, частотой единичного усиления /4, т. е. частотой, на которой коэффициент усиления ОУ уменьшается до единицы. Значения fi у большинства интегральных ОУ лежат в диапазоне от десятых долей мегагерца до нескольких десятков мегагерц. При приближенных расчетах часто моделируют ОУ инерционным звеном первого порядка, считая, что\К{!) =/<7]//"l + (2я/ту)2, где / — частота входного гармонического сигнала, ту — эквивалентная постоянная времени усилителя. Соотношение между ту и ft определяется в этом случае равенством хуК/(2nfi). Однако нужно иметь в виду, что при /Wfi ОУ ведет себя обычно как звено второго или третьего порядка. Соответственно в области средних частот, где ОУ по динамическим свойствам действительно близок к инерционному звену первого порядка, он характеризуется эквивалентной постоянной времени, несколько меньшей, чем (2jtfi). Максимальная скорость нарастания выходного напряжения ОУ (р) определяется как наибольшая скорость изменения напряжения на выходе ОУ при подаче на его вход импульса максимального допустимого входного напряжения прямоугольной формы. Для интегральных ОУ максимальная скорость нарастания лежит в диапазоне 0,3—50 В/мкс. Естественно, что значение р зависит от схемы включения операционного уси- лителя В связи с этим следует иметь в виду, что приводимые в паспортных данных ОУ значения р, как правило, относятся к использованию его в схеме повторителя напряжения (т. е. при наибольших корректирующих емкостях). Так как наибольшая скорость изменения синусоидального сигнала пропорциональна амплитуде и частоте этого сигнала, то ограничение скорости изменения выходного сигнала ОУ приводит к ограничению амплитуды выходного неискаженного гармонического сигнала на высоких частотах: (7ЕЬ,х<р/(2я/). Температура влияет на параметры усилителя прежде всего в отношении изменения э. д. с. смещения и входных токов. Средний по диапазону температур дрейф э. д. с. смещения для интегральных ОУ со входными каскадами на биполярных транзисторах составляет обычно 5—20 мкВ/К- Однако следует иметь в виду, что на краях температурного диапазона дрейф э. д. с смещения может заметно отличаться от среднего значения. Так, например, для усилителя 1УТ531 типичное значение дрейфа при 20° С составляет 10 мкВ/К, а при 120° С — 20 мкВ/К. Для усилителей, входные каскады которых построены на полевых или на составных биполярных транзисторах, температурный дрейф э. д. с. смещения обычно лежит в диапазоне 20— 100 мкВ/К. Температурные изменения входных токов ОУ имеют различный характер в зависимости от типа транзисторов, использованных во входных каскадах. В ОУ со входными каскадами на биполярных транзисторах входной ток уменьшается при увеличении температуры (это объясняется тем, что коэффициент усиления транзисторов возрастает, в то время как коллекторный ток остается постоянным). При увеличении температуры от 20 до 125° С входной ток ОУ на биполярных транзисторах уменьшается почти в три раза и примерно во столько же раз возрастает при уменьшении температуры от 20 до —60° С [5]. При 20° С относительный температурный коэффициент среднего входного тока таких ОУ составляет обычно (1—8) • 10 3 К-1- В усилителях, входные каскады которых выполнены на полевых транзисторах, входной ток возрастает с увеличением температуры. В этом случае входной ток — это в основном ток запертого р—n-перехода, который, как известно, возрастает примерно в 2 раза при увеличении температуры на 10 К- Температурное изменение разности входных токов носит такой же характер, как температурное изменение среднего входного тока: в ОУ со входными каскадами на биполярных транзисторах разность входных токов уменьшается с увеличением температуры, а в ОУ со входными каскадами на полевых транзисторах — возрастает. Вследствие неидентичности параметров транзисторов входного каскада разность входных токов ОУ может изменяться с относительным температурным коэффициентом, в 1,5—2 раза большим, чем относительный ТК среднего входного тока ОУ. Температурный коэффициент коэффициенте усиления ОУ может быть как положительным, так и отрицательным в зависимости от температуры и типа ОУ. В полном диапазоне допустимых температур окружающей среды коэффициент усиления ОУ изменяется обычно не более чем в 3—5 раз. Шумовые свойства операционных усилителей характеризуют обычно приведенными ко входу шумовыми напряжениями и токами. На эквивалентной схеме рис. 2-2 источники шума — это источники входных токов i+ и i- и источник э. д. с. смещения есм. Эти источники кроме постоянных сигналов, о которых говорилось выше, генерируют также и флуктуирующие шумовые сигналы. В действительности, конечно, шумы генерируются во всех каскадах ОУ, но на эквивалентной схеме удобно показывать отдельные эквивалентные источники шумов включенными во входную цепь. С точки зрения распределения мощности шума по частотам можно считать, что шум ОУ содержит две независимые составляющие: белый шум, т. е. такой шум, который имеет примерно одинаковую спектральную плотность S(f) во всей полосе пропускания ОУ, и фликкер-шум, называемый также розовым шумом, спектральная плотность которого S(f) возрастает в области низких частот. Для белого шума S(f) =50, для фликкер-шума S (f) « S0(fjf)a. Показатель степени а в последнем соотношении обычно близок к единице, поэтому суммарный шум усилителя можно приближенно характеризовать следующей спектральной плотностью: S(f) = S0(l+f0/f).(2-1) Частота /0 в этой формуле — это частота, на которой значения спектральной плотности белого и розового шумов одинаковы. В области частот ниже /0 в усилителе преобладает фликкер-шум, а выше fo — белый шум. Приведенная формула справедлива и для напряжения шума, и для тока шума. Величина Sou для напряжения шума операционных усилителей лежит чаще всего в диапазоне 5-10-17— 5-Ю-16 В2/Гц. Частота сопряжения белого и розового шумов fo в среднем лежит вблизи 1 кГц, однако для различных типов ОУ она может находиться в диапазоне от 0,1 до 10 кГц. Спектральная плотность S0i шумового тока ОУ тем больше, чем больше средний входной ток, характерный для данного ОУ (зависимость примерно соответствует квадратичной параболе). Поэтому конкретные значения S0i токового шума для разных типов усилителей могут очень сильно различаться. Так, например, для усилителя 1УТ401 Soi составляет примерно 2- Ю-24 А2/Гц, а для 0 ... 3 4 5 6 7 8 9 ... 82
|
