МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
ДОСЛІДЖЕННЯ ЧАСОВИХ ДІАГРАМ ОПЕРАЦІЙНИХ СХЕМ
Інструкція до лабораторної роботи № 5
з навчальної дисципліни: “Електроніка та мікросхемотехніка”
для студентів базового напряму 6.0914
«Інформаційна безпека», «Безпека інформаційних і комунікаційних систем», «Системи технічного захисту інформації», «Управління інформаційною безпекою»
Затверджено
на засіданні кафедри
Захист інформації
Протокол № від 2008 р.
Львів – 2008
Дослідження часових діаграм операційних схем: Інструкція до лабораторної роботи №5 з дисципліни: “Електроніка та мікросхемотехніка” / Укл.: Кеньо Г.В., Собчук І.С. , Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2008. с.
Укладач Кеньо Г.В., к. т. н., доц., Собчук І.С., к.ф.-м.н., доц.
Відповідальний за випуск Дудикевич В.Б., д.т. н., проф.
Рецензенти:
МЕТА РОБОТИ
Ознайомитися з основними включеннями операційних підсилювачів(ОП). Отримати часові залежності вхідної та вихідної напруги для різних схем включення ОП.
ТЕОРЕТИЧНИЙ ВСТУП
Назва «операційний підсилювач» (ОП) пов’язана з тим, що перші модифікації таких підсилювачів були розроблені і застосовувались виключно для виконання математичних операцій в аналогових обчислювальних машинах.
Ідеальний ОП – це підсилювач з диференціальними входами, який повинен мати наступні властивостями: нескінченний коефіцієнт підсилення за напругою в нескінченно широкій смузі частот, зокрема амплітуда вихідного сигналу повинна залишатися сталою на будь-якій частоті; нескінченно великий вхідний і нульовий вихідний опори; рівність нулю вихідної напруги, при рівних напругах на входах. Крім того, підсилювач не повинен мати шумових і дрейфових похибок, що проявляються в заданому діапазоні температур протягом певного часу.
На практиці ні одна з цих властивостей не може бути досягнена повністю, однак до них можна наблизитися з достатньою для практичного застосування точністю. Тому, можна говорити тільки в доступній степені наближення параметрів ОП до ідеальних параметрів. З перерахованих властивостей можна вивести два дуже суттєві правила аналізу схем ввімкнення ОП:
входи ідеального ОП не споживають енергії від кола джерела сигналу;
напруга керування між входами ідеального ОП для будь-якій схемі ввімкнення дорівнює нулю.
В наш час ОП виконують, як правило, у вигляді монолітної інтегральної схеми. Структурна схема ОП наведена на рис.1 і переважно складається з таких каскадів:
ДП – диференціальний каскад підсилення з емітерним зв’язком, який переважно працює при малих струмах і має малий коефіцієнт підсилення за напругою EMBED Equation.3 . Значення колекторного струму складає десятки мкА, що дозволяє забезпечити високий вхідний опір, покращити дрейфові і шумові параметри ОП;
ПН – каскад підсилення напруги, переважно виконаний також за диференціальною схемою і працює при більших струмах колектора (сотні мкА – одиниці мА), що забезпечує більше значення коефіцієнта підсилення за напругою EMBED Equation.3 ;
ПА – каскад підсилення амплітуди сигналу, який одночасно забезпечує зсув потенціалів між каскадами;
ЕП – емітерний повторювач, який здійснює погодження ОП з низькоомним навантаженням.
EMBED Visio.Drawing.6
Рис.1. Структурна схема ОП
На принципових електричних схемах ОП позначаються згідно рис.2.
EMBED Visio.Drawing.6
Рис.2. Умовне позначення ОП
W – диференціальні входи: інвертуючий (–) і неінвертуючий (+) (інвертуючий вхід часто позначається кружечком);
m – вихід ОП;
FC1, FC2 – входи частотної корекції;
R1, R2 – входи балансування або входи встановлення нуля на виході ОП;
+U, –U – різнополярні напруги живлення ОП;
0V – спільна („земляна”) точка схеми ОП.
Як видно з рис.2 живлення ОП DА здійснюється від двох різнополярних джерел з однаковими абсолютними значеннями е.р.с. Е1 і Е2. До входів ОП прикладається вхідна напруга Uвх на фоні синфазної Uсф...
