Книга представляет интерес как справочное и учебное пособие для инженеров, техников и студентов радиотехнических специальностей.
Предисловие
Операционный усилитель (ОУ) был создан для выполнения математических операций в аналоговых вычислительных машинах. Первые ОУ представляли собой громоздкие устройства на лампах. С заменой ламп транзисторами ОУ стали меньше, дешевле, надежнее и сфера их применения расширилась. Требования к увеличению срока службы устройств способствовали созданию и развитию интегральных ОУ, а следовательно, дальнейшему уменьшению размеров и стоимости, а также значительному повышению надежности ОУ. Возможности улучшения параметров ОУ далеко не исчерпаны. В настоящее время интегральные ОУ выпускаются в небольших по габаритам и дешевых корпусах, что, кстати, способствует их широкому использованию.
Инженеры и техники должны иметь полное представление об ОУ и их применениях даже в том случае, если им редко приходится сталкиваться с вопросами усиления малых сигналов.
Проектировать и создавать работоспособные схемы на интегральных ОУ в большинстве случаев проще, чем эквивалентные им схемы на дискретных компонентах. Однако инженер или техник, который хочет получить заданные характеристики схем на ОУ, должен уметь оценивать преимущества и недостатки операционных усилителей. Зная параметры данного ОУ, можно предсказать его поведение в конкретной схеме. В настоящей книге значительное внимание уделяется тому, как пользоваться параметрами, которые приводятся изготовителями ОУ в спецификациях.
Автор книги ставил перед собой следующие задачи:
1. Дать достаточно подробное изложение основ теории операционных усилителей для инженеров и техников.
2. Создать учебное пособие, иллюстрированное многочисленными примерами и задачами.
3. Снабдить инженеров, техников и студентов необходимым справочным материалом: а) подборкой схем на ОУ с указанием способа выбора величин элементов этих схем и б) типичными спецификациями и таблицами со сравнительными характеристиками различных видов ОУ, приводимыми изготовителями.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ ...................... 5
Глава 1. Схемы дифференциальных и операционных усилителей .... 7
1.1. Общие сведения о транзисторах........... 7
1.2. Дифференциальная схема............. U
1.3. Дифференциальный усилитель со смещением от генератора постоянного тока................ 18
1.4. Многокаскадные дифференциальные схемы....... 19
1.5. Сдвиг уровня при помощи промежуточного каскада ... 23
1.6. Выходной каскад и полная схема операционного усилителя 24
Глава 2. Характеристики операционных усилителей и требования к их
источникам питания . ,................... 28
2.1. Коэффициент усиления по напряжению К. ОУ без ОС . . . 2!>
2.2. Выходное напряжение сдвига Увых. сдв........ 30
2.3. Входное сопротивление /<вх............ 31
2.4. Выходное сопротивление Raux........... 32
2.5. Полоса пропускания............... 33
2.6. Время срабатывания............... 33
2.7. Требования к источникам питания.......... 34
Глава 3. Операционные усилители с замкнутой и разомкнутой петлей Обратной связи.......................47
3.1. ОУ без ОС................... 47
3.2. Обратная связь и инвертирующий усилитель...... 52
3.3. Неинвертирующий усилитель............ 58
3.4. Повторители напряжения.............. 63
Глава 4. Компенсация сдвигов................. 72
4.1. Входное напряжение сдвига FBx. сдн......... 72
4.2. Входной ток смещения.............. 76
4.3. Входной ток сдвига /в*. сдв............ 80
4.4. Совместное влияние Кв*. сдв и /вх. сдв........ 83
Глава 5. Синфазные напряжения и дифференциальные усилители .... 89
5.1. Дифференциальная схема ОУ........... 90
5.2. Коэффициент ослабления синфазного сигнала (КОСС) . . 92
5.3. Максимально допустимые входные синфазные напряжения 9fr
5.4. Измерительные схемы на ОУ............ 98
Глава 6. Характеристики ОУ на высоких частотах ,........ 109
6.1. Амплитудно- и фазово-частотная характеристики .... 109
6.2. Диаграммы Боде................. 111
6.3. Внешняя частотная коррекция........... 115
6.4. Скорректированные операционные усилители...... 117
.. ~ . . . _
6.6. Зависимость шкалы выходных напряжений от частоты . 125
6.7. Шумы................... 127
6.8. Эквивалентный входной шум............128
Глава 7. Практические соображения ............. 139
7.1. Зависимость напряжения сдвига от напряжения питания 139
7.2. Напряжение сдвига как функция температуры.....{43
7.3. Другие температурно-чувствительные параметры . . . . ]48
7.4. Программируемые ОУ...............150
7.5. ОУ с варикапным входом и ОУ, стабилизируемые прерыванием .....................155
7.6. Разделение каналов................157
7.7. Очистка печатной платы и экранировка входных зажимов 159
7.8. Методы защиты.................160
-Глава 8. Применение ОУ в линейных схемах...........165
8.1. ОУ в качестве усилителя переменного тока.......165
8.2. Усилитель переменного тока на ОУ с источником питания одной полярности.................169
8.3. Схемы суммирования и усреднения.........171
8.4. Операционный усилитель как интегратор.......176
8.5. Операционный усилитель как дифференциатор.....180
8.6. ОУ в аналоговых вычислительных машинах......184
8.7. ОУ в стабилизаторах напряжения..........188
8.8. Активные фильтры................195
Глава 9. Применение ОУ в нелинейных схемах..........206
9.1. Ограничители напряжения......'.......208
9^2. Детектор нуля..................211
9.3. ОУ в качестве компаратора............212
9.4. Схема выделения абсолютной величины сигнала.....215
9.5. ОУ как малосигнальный диод............216
9.6 ОУ как схема выборки — хранения.........217
Глава 10. Генераторы сигналов на ОУ.............221
10.1. Генератор колебаний прямоугольной формы......221
10.2. Генератор колебаний треугольной формы.......225
10.3. Генератор пилообразных колебаний.........226
10.4. Генератор с двойным Т-образиым мостом в цепи ОС . . 227
10.5. Мостовой генератор Вина.............228
10.6. Генераторы с перестраиваемой частотой колебаний .... 229
Глава 11. Операционные усилители в цифровых схемах......• 233
11.1. Триггер Шмитта.................233
11.2. Ждущий мультивибратор..............235
11.3. Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП)......237
11.4. Аналого-цифровые преобразователи (АЦП)......241
Глава 12. Токоразностный усилитель............. . 245
12.1. Основной активный узел токоразностного усилителя . . • 246
12.2. Обратная связь в токоразностном усилителе......248
12.3. Инвертирующий токоразностный усилитель.......251
' 12.4. Неинвертирующий токоразностный усилитель......254
12.5. Токоразностный усилитель в дифференциальном режиме ^оо
12.6. Токоразностный усилитель в качестве компаратора . . • "5" 12.7 Токоразностный усилитель — генератор прямоугольных ко-
лебаний ....................
12.8. Токоразностный усилитель как логическая схема И . . 258
12.9. Токоразностный усилитель как логическая схема ИЛИ . 259
12.10. Схемы на токоразностных усилителях (усилителях Нортона) .....................260
Приложения........................269
Приложение 1. Вывод уравнения (4.4)..........269
Приложение 2. Вывод уравнения (4.7)..........270
Приложение 3. Выбор емкости разделительного конденсатора 271 Приложение 4. Выбор операционных усилителей общего назначения ......................272
Приложение 5, Выбор операционных усилителей высокой точности ......................276
Приложение 6. Параметры ряда линейных операционных усилителей .....................280
Приложение 7. Спецификация на ОУ 709.........282
Приложение 8. Спецификация на ОУ 741.........285
Приложение 9. Спецификация на ОУ 777.........287
Ответы на задачи с нечетными номерами.............290
Схемы на операционных усилителях............... 292
Типы рорпусоъ ОУ......................311
Словарь терминов...................... 312
Предметный указатель.................... 317
Цена: 150руб.
