Elektronika W Zad cz 3 "

W. Ciążyński - ELEKTRONIKA W ZADANIACH Część 5: Idealne wzmacniacze operacyjne w zastosowaniach liniowych

	0	0+0	0	©
	1	2	3	5
® 2	-y4	Y4
® 3		Ys	-Ys
0 4		-Ys	Yj + P2 + Pj
0 5				-Pj
	Rys. 5.5.8 Podwyznacznik do obliczenia dopełnienia algebraicznego Ał4
	®+®	®	®	©
	2	3	4	5
© 2	Y<
@ 3	Ys	-Ys
© 4	-Ys	Y/+ Y2+ Yj	-P2
© 5		-y2	P2+P5+PL	-Pj
	Rys. 5.5.9 Podwyznacznik do obliczenia dopełnienia algebraicznego Au
k =	u o a14 +r2 +y3)(-y5)+y3^2y5]			(5.5.9)
ii	U, A„	(-1 ry4(-y3)(-y2x-y5)
k =	-y3y4y,(y, +y2) yx+y2 rx+r2			(5.5.10)
U	-W«n	y2 /?,
Jest to wyrażenie identyczne z (5.5.5), potwierdza się brak wpływu rezystancji R3t R4,
R$ i Ri na wzmocnienie w liniowym zakresie pracy wzmacniacza.
Aby wyznaczyć wzmocnienie ku’ pomiędzy wyjściem WO, czyli węzłem 0 (5), a
wejściem musimy jeszcze obliczyć podwyznacznik A15 pokazany na rysunku 5.5.10.
	0	®+®	0	®
	1	2	3	4
© 2	-y4
0 3		P*	-Pt
© 4		-Pj	P/+ P2^+ Pt	-y2
© 5			-P2	P2 +P5 + Pz.
	Rys. 5.5.10 Podwyznacznik do obliczenia dopełnienia algebraicznego AI5
Podwyznacznik ten po prostych, acz kłopotliwych przekształceniach przybiera postać:
A,5	=-y3y4[y,y2+(y1+y2)(y5+yj]			(5.5.11)
co prowadzi do wyrażenia na wzmocnienie ku
	^ om __ A15 _	■ w* [y. y2+(y, + y2 )(y, + y,)]		(5.5.12)
	U, An	-WA
K =	y,y2+(y1+y2)(y,+yj_/?, * *,			(5.5.13)
	V,	/?, /?,
* •	lOldi 20 kfl 1 Ok.O
^ku =		—) (1 +-) =1 + 3	•2 = 7	(5.5.14)
	lokft lokn iokn

Wynik ten określa nachylenie charakterystyki Uout - f(Ui) dla pracy z obciążeniem Rl = 10 k£2. Jeśli Czytelnik nie doszedł do tego samego wyniku w punkcie 3 rozwiązania 1, być może wystarczy obecnie sprawdzić napięcia U o i U₍i przy U_tmax = Ełku = 15/7 V.

w Ciążyński - ELEKTRONIKA W ZADANIACH Część 5 Idealne wzmacniacze operacyjne w zastosowaniach liniowych

powered by

Mi si ol

*2

Rys. 5.6.1 Wzmacniacz nieodwracający

Zadanie 5.6

Zakładając idealne parametry WO rozważyć możliwości uzyskania w układzie pokazanym na rysunku 5.6.1 wzmocnienia napięciowego równego 1.

Rozwiązanie

Schemat przedstawiony na rysunku 5.6.1 różni się od układu wzmacniacza nieodwracającego z poprzedniego zadania tylko tym, że usunięto z niego rezystory, które jak się okazało (w układzie z idealnym WO) w zakresie liniowej pracy nie mają wpływu na wzmocnienie napięciowe. Wzmocnienie napięciowe jest dodatnie i ma wartość:

₌ ^Ł ₌ 1₊*L

Ui

(5.6.1)

Patrząc na ten wzór można dostrzec trzy przypadki, w których układ zachowuje się

jak wtórnik napięcia, tzn. posiada wzmocnienie równe 1:

1.    R2 = 0; Rj dowolne. Układ cechuje się tym, że z wyjścia WO pobierany jest prąd równy Ui/Rj, który przez Rj płynie do masy układu;

2.    Rj = 00; R₂ dowolne. Wyjście OUT połączone jest z wejściem II poprzez rezystor R2. Prąd nie płynie ze względu na nieskończoną rezystancję wejściową WO, nie występuje spadek napięcia na rezystancji R2, a zatem napięcie U o = Ui\

3.    Ri = 00; R₂ = 0. Właśnie ten wariant połączenia wtórnika napięciowego posiada najlepsze własności, ale można to potwierdzić dopiero rozważając parametry rzeczywistego wzmacniacza operacyjnego.

Rys. 5.6.2

W każdym z tych trzech pokazanych na rysunku 5.6.2 układów rezystancja wejściowa Rwe jest bardzo duża, dzięki czemu podłączenie źródła sygnału Ui (na rysunkach to źródło ma charakter SEM) nawet o dużej rezystancji / impedancji wewnętrznej nie prowadzi do zmniejszenia wzmocnienia. Ta cecha wtórnika decyduje o zainteresowaniu tym układem i powoduje, że jest on często stosowany właśnie do odseparowania od siebie różnych części układów.

O wtórniku napięcia jako o układzie z bezpośrednim połączeniem wyjścia z wejściem II mówimy czasem, że jest to „układ z pełnym (100%-owym) ujemnym sprzężeniem zwrotnym”.

-43-