ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ

Выводы операционного усилителя

Рис.1. Электрическая схема подключения источника питания и нагрузки к ОУ

Выводы питания. Те выводы ОУ, около которых на схеме стоит обозначение +U и –U (рис.1). Эти выводы должны подключаться к внешнему источнику питания. Источник питания для ОУ должен иметь 3 зажима, такой тип источника называется источником с расщепленным питанием(рис.2).

Рис.2 Электрическая схема источника с расщепленным питанием

Типовые значения напряжения источника питания составляет:  Как правило, «земля» не подключена к ОУ.

Вывод выхода. На схеме (рис.1) выходной вывод ОУ соединен с резистором нагрузки R_н, 2-й вывод R_н подключен к земле, поэтому выходное напряжение ОУ U_вых измеряется относительно земли. Ток, который можно получить с выхода ОУ, ограничен некоторым предельным значением, как правило, мА

.

Существуют ограничения на уровни напряжения выходного сигнала. Эти ограничения определяются напряжением источника питания. Например, если напряжение питания , то выходное напряжение      U_вых.max≤ ±13В.

Верхний предел выходного напряжения называется положительным напряжением насыщения и обозначается +U_нас.

Нижний предел выходного напряжения называется отрицательным напряжением насыщения и обозначается  - U_нас.

Предел по току нагрузки определяется величиной R_н и, например, если U_вых=U_нас, а допустимый ток I_н= 10 мА то сопротивление нагрузки не должно быть меньше .

Входные выводы. Эти выводы обозначены знаками «+» и «-» и называются дифференциальными (разностными) входами. Это связано с тем, что выходное напряжение U_вых зависит от разности напряжений  и коэффициента усиления k ОУ без обратной связи.

а)

б)

Рис.3. Схема зависимости полярности U_вых от полярности дифференциального входного напряжения E_д

Из рис.3 видно, что U_вых положительно относительно земли, когда напряжение на входе «+» положительно по отношению к напряжению на входе «-». При смене полярности E_д выходное напряжение меняет полярность на противоположную, из этого следует, что полярность U_вых совпадает с полярностью напряжения на входе «+» (по отношению к напряжению на входе «-»).

Еще один важный параметр ОУ заключается в том, что полное сопротивление между входом «+» и «-» очень велико и для большинства практически важных случаев его считают равным ∞. По этой же причине, как следствие получается, что входа ОУ не потребляют ток.