ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ — Справочная информация

ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ - Справочная информация

Термин операционный усилитель ранее применялся для усилителей постоянного тока с большим коэффициентом усиления и малым дрейфом, выполненных на электронных лампах и позднее на дискретных транзисторах. Такие усилители служили основой аналоговых эвм, весьма эффективных для решения операторных уравнений высоких порядков.

В настоящее время операционным усилителем (оу) называют интегральную микросхему, имеющую дифференциальный вход, где к собственный коэффициент усиления. Схемотехнически они обычно выполняются по схеме прямого усиления с дифференциальными входами, двухтактным выходом, и рассчитаны на двуполярное симметричное питание (хотя используется и однополярное). Кроме двух входов, выхода и выводов питания, оу может также иметь выводы для балансировки, коррекции, программирования (задания определенных параметров величиной управляющего тока).

В идеальном случае оу должен иметь бесконечный коэффициент усиления по напряжению, бесконечно большое входное и бесконечно малое выходное сопротивления, бесконечно большую амплитуду выходного сигнала, бесконечно большой диапазон усиливаемых частот. Параметры оу не должны зависеть от внешних факторов, напряжения питания и температуры. При соблюдении этих условий передаточная характеристика оу, охваченного отрицательной обратной связью (оос) точно соответствует передаточной характеристике цепи оос и не зависит от параметров самого усилителя.

Именно на этом постулате основывается все бесконечное разнообразие схемных решений по применению оу. Реальные оу, естественно, имеют характеристики отличные от идеальных. Поскольку схемотехнически и технологически спроектировать оу с хорошим приближением к идеальным всех параметров одновременно невозможно, проектировщики вынуждены идти на компромисс, отдавая предпочтение в каждом конкретном случае только одному двум ключевым параметрам.

Отсюда возникает довольно четкая классификация выпускаемых оу. В зависимости от поставленной задачи, оптимизированы могут быть следующие параметры *оу, относящиеся к этому классу, большей частью имеют на входе полевые транзисторы, которые обладают значительной зависимостью обратных токов от температуры. Отсюда, входной ток таких оу может увеличиваться на порядок и более при изменении температуры от 25c до tmax.

*следует отметить, что критерии достижения минимального энергопотребления противоречат критериям достижения максимального быстродействия, поэтому микромощные оу, как правило, имеют более, чем скромные скоростные параметры и наоборот. Необходимость минимизации энергопотребления объясняется требованиями к устройствам с батарейным питанием.

В связи с этим, подавляющее большинство микромощных оу имеют к тому же пониженное напряжение питания. Плюс к этому возможность работы от однополярного источника питания.

При небольшом напряжении питания потеря даже одного вольта, как разницы между напряжением питания и достижимым напряжением на выходе, представляется слишком расточительной. Поэтому большинство современных оу этого класса обладают возможностью достижения выходным сигналом полного размаха выходного напряжения в пределах напряжения питания.

Такая способность называется rr (rail to rail) выходом. Аналогично существуют и rr входы. Шумовые параметры оу в значительной степени определяют минимальный допустимый уровень входных сигналов и, в общем случае, шумы присущи всем оу во всех классах.

В данном случае мы рассматриваем усилители для аудио применений и дополнительно приводим другие параметры, влияющие на качество передачи звукового сигнала. * отражение объективных характеристик оу не дает, к сожалению, полного впечатления об его музыкальности.

При прочих равных условиях, одни усилители будут звучать субъективно лучше, другие хуже. Видимо, это находится за гранью измеряемых и описываемых параметров, хотя закономерности здесь, конечно, очевидны.

По опыту многих любителей high end, непревзойденным с точки зрения музыкальности является op275 фирмы analog devices. Такие усилители разрабатываются для непосредственного управления нагрузкой, и львиная их доля предназначена для работы в качестве унч. В ряде случаев к параметрам оу не предъявляется особых требований.

Тогда на первое место выходят экономические соображения. Как известно, цены на микросхемы в значительной степени зависят от массовости их выпуска. Применяя стандартные микросхемы, можно быть уверенным в их дешевизне и доступности.

Мы рекомендуем следующие типы оу общего назначения одиночные ua741, сдвоенные lm358 и счетверенные lm324. Эти усилители обладают сбалансированными параметрами и чрезвычайной распространенностью. В каждом из вышерассмотренных классов оу тоже есть определенные лидеры с экономической точки зрения.

Так, в классе прецизионных оу, самым доступным является op07 среди оу с высоким входным сопротивлением серия tl07124 tl08124 из микромощных можно рекомендовать tl06124 из аудио ne553234 недорогими быстродействующими (до определенной степени) можно считать op2737 или lf357. В заключение стоит отметить, что столь краткий обзор не.

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.