Книга обобщает зарубежный опыт» разработки интегральных операционных усилителей и их использования в различных радиоэлектронных устройствах и элементах вычислительных машин. В первой части книги анализируется основной элемент операционного усилителя — дифференциальный каскад, выполняемый на биполярных или полевых транзисторах. Во второй части анализируются различные линейные и нелинейные устройства широкого применения, активные фильтры, средства цифровой обработки аналоговых сигналов, генераторы колебаний напряжения специальной формы, модуляторы и демодуляторы.
Книга предназначена' как для специалистов по разработке усилителей, так и для инженеров-проектировщиков радиоэлектронной аппаратуры. Она может быть полезной для разработчиков специальной электронной аппаратуры в таких областях, как вы-, числительная техника, медицина, биофизика, приборостроение и т. п. Много интересного материала найдут в ней также преподаватели, аспиранты, студенты.
ПРЕДИСЛОВИЕ
К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
Операционные усилители (ОУ), т. е. усилители постоянного тока, предназначенные для работы с глубокой отрицательной обратной связью, впервые были разработаны около 30 лет назад. Первые 10—15 лет операционные усилители строились на электронных лампах и применялись главным образом в решающих блоках аналоговых вычислительных машин.
Ламповые операционные усилители имели большие габариты, низкую надежность и были сравнительно дорогими устройствами. Все это ограничивало их применение. Однако начиная с 60-х годов, когда были созданы высококачественные транзисторные ОУ, и особенно после перехода'на интегральную технологию производства, операционные усилители начали широко применяться в самых различных областях электронной техники.
В настоящее время ОУ стали самым массовым аналоговым элементом. В 1972 г. только в США было продано свыше 50 млн. интегральных ОУ, т. е. больше половины всех линейных схем. Годовой прирост выпуска ОУ в США в том же году составил 12%.
Операционные усилители широко применяются не только в традиционной области аналоговой вычислительной техники, но и в системах управления, цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователях, при построении активных фильтров и различной измерительной аппаратуры, в генераторах напряжений различной формы, множительно-делительных устройствах, функциональных преобразователях, стабилизаторах напряжений, источниках эталонных напряжений, в прецизионных .модуляторах и демодуляторах, коммутаторах, электронных ключах и во многих других устройствах.
Столь широкое применение ОУ объясняется, с одной стороны, тем, что им свойственны высокие электрические параметры (большой коэффициент усиления, высокое входное и низкое выходное сопротивления, высокая стабильность коэффициента передачи и нулевого уровня, малый паразитный входной ток, высокое быстродействие, низкий уровень шумов), а с другой стороны — малыми габаритами, удобством сопряжения между собой, высокой надежностью и небольшой стоимостью. (В 1973 г. Цена на некоторые типы ОУ в США упала до 25 центов.)
оглавление
Предисловие к русскому изданию Предисловие ........
ЧАСТЬ 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ
1. Малосигнальные параметры дифференциального каскада . . . . . .. . i
1.1. Низкочастотные характеристики для дифференциального сигнала '1
1.2. Характеристики для дифференциального сигнала на высоких ча- -стотах....................... 1
1.3. Характеристики дифференциального каскада для синфазного сигнала ...........'.,.."....... - . . 3
1.4. Разбалансы в дифференциальном каскаде и подавление синфазного сигнала......................• §
1.5. Проектирование дифференциальных каскадов........"б
2. Погрешности и температурный дрейф дифференциального каскада . . 6
2.1. Напряжение смещения и дрейф каскадов на биполярных тран-v зисторах ......................6
2.2. Напряжение смещения и дрейф каскадов на полевых транзисторах 7
2.3. Входные токи, разностный ток и дрейф по току ........ 8
2.4. Эквивалентные шумовые напряжение и токи . . . . . . .,. ., 9
3. Каскады операционного усилителя.................. 10
3.1. Вяодные каскады.................... 10
3.2. Промежуточные каскады.........,...... 11
3.3. Выходные каскады.................. 12
3.4. Ограничение выходного тока.............. 13
4. Многокаскадные операционные усилители...............13
4.1. Коэффициент усиления и частотная характеристика . . . . . 1|
4.2. Погрешности по постоянному току и температурный дрейф . . - Щ
4.3. Шумовые параметры и условия оптимизации шумовых характе- ,,| ристик.............../....'... •• .itp
4.4. Операционные усилители с преобразованием........'••;!'*
":wr
5. Коррекция характеристик......................Щ
5.1. Анализ устойчивости по характеристикам Боде......• Щ
5.2. Методы коррекции..................W
5.3. Влияние коррекции на частотную и переходную характеристики • $Я
ЧАСТЬ 2. ПРИМЕНЕНИЕ
6. Применение операционных усилителей в линейных схемах.......221
6.1. Дифференциальные усилители постоянного тока.......221
6.2. Мостовые усилители.................228
6.3. Аналоговые интеграторы................ 233
6.4. Дифференцирующие схемы ... *...........239
6.5. Линейные усилители.................241
6.6. Усилители переменного тока с обратной связью .......243
6.7. Преобразователи напряжение — ток.......... . 246
6.8. Источники опорного напряжения и стабилизаторы......250
6.9. Стабилизаторы напряжения..............253
6.10. Усилители тока...................254
6.11. Электрометрические усилители.............255
7. Операционные усилители в нелинейных схемах............258
7.1. Схемы диодных ограничителей.............. 258
7.2. Ограничители в цепи обратной связи ОУ..........264
7.3. Диодные функциональные преобразователи.........273
7.4. Логарифмические усилители...............284
7.5. Аналоговое умножение и деление.............291
8. Активные фильтры......................... 306
8.1. Характеристики активных фильтров........1 .- . . 306
8.2. Полюсы, функции цепи и рабочие параметры элементарных звеньев 308
8.3. Реализация фильтров.................311
8.4. Настройка звеньев активных фильтров........... 335
8.5. Влияние параметров ОУ на характеристики фильтра . . . . . 338
8.6. Схемные элементы..................342
8.7. Таблицы расчетных и настроечных параметров фильтров .... 346
9. Схемы аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования. Схемы дискретизации ...... ............. ......... 353
9.1. Мультиплексоры ...................353
9.2. Цифро-аналоговые преобразователи............ 362
9.3. Аналого-цифровые преобразователи . . ..........368
9.4. Динамические запоминающие устройствд......... . 377
9.5. Амплитудные детекторы................382
9.6. Компараторы . ....................389ч
10. Генераторы колебаний .......................401
10.1. Генераторы колебаний прямоугольной формы........401
10.2. Генераторы колебаний прямоугольной и треугольной формы . . 405
10.3. Генераторы синусоидальных колебаний..........412
10.4. Импульсные схемы.' Ждущие мультивибраторы...... . 424
11. Модуляция и демодуляция.....................429
Общие положения..................... 429
11.1. Амплитудная модуляция................ 429
11.2. Частотная модуляция.................433
11.3. Широтно-импульсная модуляция.............443
11.4. Демодуляция....................447
Приложение А.............................460
Основы теории цепей........'. ,.........460
Приложение Б................'.............477
Определение и измерение параметров............. 477
Приложение В.............................496
Чувствительность активных фильтров.............496
Предметный указатель....................504.
Цена: 300руб.
