16. Zasada działania wzm różnowego

Wzmacniacz różnicowy - jeden z najbardziej powszechnie używanych współczesnych

analogowych układów elektronicznych. Wzmacniacz różnicowy jest układem

symetrycznym. W najprostszej wersji składa się z dwóch tranzystorów sprzężonych

ze sobą za pośrednictwem rezystora Re. Ponadto ten rezystor stabilizuje punkty pracy

obu tranzystorów i wymusza on wartość prądu I_e płynącego we wspólnym obwodzie.

Przy dużej wartości rezystancji Re prąd I_e nie zmienia się.

Wzmacniacz różnicowy może być sterowany z dwóch źródeł, które dołącza się do baz

obu tranzystorów tzw. sterowanie symetryczne, albo z jednego źródła - asymetryczne.

Wyjście układu może być symetryczne - z kolektorów obu tranzystorów albo

asymetryczne - między kolektorem jednego z tranzystorów a masą. Układ umożliwia

więc asymetryczne bądź symetryczne wejście i wyjście w różnych kombinacjach.

17. Idealny wzmacniacz operacyjny.

Wzmacniacz operacyjny to wielostopniowy, różnicowy wzmacniacz prądu stałego,

charakteryzujący się bardzo dużym różnicowym wzmocnieniem napięciowym rzędu

stu kilkudziesięciu decybeli i jest przeznaczony zwykle do pracy z zewnętrznym

obwodem sprzężenia zwrotnego, który decyduje o głównych właściwościach całego

układu.Wzmacniacze operacyjne są najbardziej rozpowszechnionym analogowym

układem elektronicznym, realizowanym obecnie w postaci monolitycznych

układów scalonych. Wielka uniwersalność, przy jednoczesnym wykorzystaniu

istotnych właściwości układów scalonych, daje możliwość stosowania ich w

rozmaitych układach, urządzeniach i systemach elektronicznych, zapewniając

masową produkcję, niską cenę i bardzo dobre parametry użytkowe.

Wzmacniacz operacyjny posiada dwa wejścia: odwracające

(oznaczane symbolem '-', napięcie na tym wejściu U ₋ ) i nieodwracające

(oznaczane symbolem '+', napięcie na tym wejściu U ₊ ), oraz jedno wyjście

(napięcie wyjściu U_O); różnica napięć wejściowych nazywa się napięciem

różnicowym (U_d = U ₊ − U ₋ ).

Parametry:

-zerowym wzmocnieniem sygnału wspólnego,

-nieskończenie dużą impedancją wejściową,

-zerową impedancją wyjściową,

-nieskończenie szerokim pasmem przenoszonych częstotliwości,

-nieskończenie dużym zakresem dynamicznym sygnału.

18.Podstawowe parametry wzmacniacza operacyjnego

Charakterystyka statyczna - ( rys.2 ) nazywamy zależność napicia

wyjściowego U_wy do napięcia wejściowego U_we , przy stałych wartościach

temperatury , napięcia zasilania , obciążenia i innych parametrów .

W charakterystyce statycznej WO wyróżnia się trzy zakresy pracy :

-zakres liniowej (aktywnej ) pracy wzmacniacza ( strefa I ) ,

charakteryzuje się tym , że sygnał wyjściowy wiernie odtwarza sygnał wejściowy ,

który zostanie wzmocniony k_u razy . Np.: jeśli na wejściu podany zostanie sygnał

sinusoidalny , odpowiedz na wyjściu też będzie miała kształt sinusoidalny o

amplitudzie większej k_u razy niż amplituda sygnału wejściowego

-zakres nasycenia wzmacniacza ( strefa II’ i II’’ ). Po przekroczeniu granicznej

wartości modułu napięcia wejściowego U_we = U_{we os} , następuje tzw. nasycenie

wzmacniacza . Stan ten charakteryzuje się tym , że napięcie wyjściowe ma stałą

wartość , niezależną od napięcia wejściowego .

Charakterystyka częstotliwościowa jest zależnością wzmocnienia napięciowego

k_u wzmacniacza w funkcji częstotliwości sygnału wejściowego ,

wykreśloną w skali logarytmicznej.

Parametry:

-zerowym wzmocnieniem sygnału wspólnego,

-nieskończenie dużą impedancją wejściową,

-zerową impedancją wyjściową,

-nieskończenie szerokim pasmem przenoszonych częstotliwości,

-nieskończenie dużym zakresem dynamicznym sygnału.

Parametry rzeczywistego wzmacniacza operacyjnego:

-Wzmocnienie napięciowe różnicowe Kur.

-Wzmocnienie napięciowe sumacyjne Kus.

-Współczynnik tłumienia sygnału sumacyjnego Hs.

-Rezystancja (impedancja) wejściowa różnicowa rwer(Zwer).

-Rezystancja (impedancja) wejściowa sumacyjna rwes(Zwes).

-Rezystancja (impedancja) wyjściowa rwy (Zwy).

-Wejściowy prąd polaryzacji Iwe.

-Wejściowe napięcia niezrównoważenia Uwen.

-Wejściowy prąd niezrównoważenia Iwen.

-Dryfty: temperaturowy i czasowy wejściowego napięcia i prądu

-niezrównoważenia.

Parametry graniczne:

-maksymalne napięcie wejściowe Uwe max,

-maksymalne różnicowe napięcie wejściowe Uwer max,

-maksymalne napięcie wyjściowe Uwy max,

-maksymalny prąd wyjściowy Iwy max.

-Napięcie Uz i moc Pz zasilania.

-Szerokość pasma częstotliwości – określana częstotliwością.