Базовые схемные блоки на ОУ

Эквивалентная схема ОУ

 

На рисунке 2.1 показанная управляющая эквивалентная схема ОУ. В представленной модели ОУ имеет входное сопротивление , включенное между двумя его входами и (также обозначаются напряжения, подаваемые на эти входы). Входная цепь состоит из управляющего источника (генератора) напряжения и включенного последовательно с ним входного сопротивления , связанного со входом ОУ.

 

Рисунок 2.1 – Эквивалентная схема ОУ

Разность напряжений между входами ОУ индуцирует протекания тока через сопротивление . Дифференциальное напряжение увеличивается на величину - коэффициент усиления ОУ, в результате получается значение выходного напряжения.

Для упрощения конструкторских расчетов предполагается, что идеальный ОУ имеет следующие характеристики:

1) Коэффициент усиления при разомкнутой петле обратной связи равняется бесконечности;

2) Входное сопротивление равняется бесконечности;

3) Выходное сопротивление ;

4) Ширина полосы пропускания равняется бесконечности (бесконечно протяженная амплитудно-частотная характеристика);

5) при (отсутствует напряжение сдвига нуля).

Последняя характеристика очень важна. В соответствие с рисунком 2.1. Если имеет конечное значение, а коэффициент усиления бесконечно большое значение (типичное значение 100000), то и . Поскольку входное сопротивление для дифференциального сигнала так же очень большое и , то можно, как это обычно делается, пренебречь током через . Эти два допущения существенным образом упрощают разработку схем на ОУ. Окончательно сформулируем их таким образом.

Правило 1. При работе ОУ в линейной области на двух его входах действуют одинаковые напряжения.

Правило 2. Входные тока для обоих входов ОУ равняются нулю.

 

 

Дале приводится ряд схем, анализ которых предполагает, что ОУ идеальный. К ним относятся: схемы инвертирующих и неинвертирующих усилителей, дифференциальный усилитель, сумматор, интегратор, дифференциатор, преобразователи ток-напряжение, напряжение-ток и ряд других важных схем. В большинстве приведенных схем ОУ замкнут петлей отрицательной обратной связи, которая снижает коэффициент усиления и обеспечивает реализацию других полезных характеристик.