Технические показатели операционных усилителей
Операционные усилители, как и все электронные приборы, характеризуются основными показателями, по которым выбирают тот или иной прибор для применения в реальной схеме. Работу ОУ характеризуют многочисленные параметры, которые условно можно подразделить на входные, выходные и характеристики передачи.
К входным параметрам относятся напряжение смещения нуля, входные токи, разность входных токов, входные сопротивления, температурный дрейф напряжения смещения нуля:
- — напряжение смещения нуля UCM — напряжение по постоянному току, которое необходимо подключить к дифференциальному входу ОУ, чтобы на выходе получить 11вых = 0 (обычно единицы милливольт);
- — входные токи /вх — среднее арифметическое значение постоянных входных токов инвертирующего и неинвертирующего входов в отсутствие входных сигналов, обычно не превышает сотен наноампер;
- — разность входных токов — входной ток сдвига А/ = /* j +
+/“х — разность между входными токами по инвертирующему «—» и неинвертирующему «+» входам;
- — входное сопротивление для дифференциального сигнала — полное входное сопротивление со стороны любого входа, определяется отношением приращения дифференциального входного напряжения к соответствующему приращению тока неинвертирующего входа в режиме короткого замыкания Лвх диф = AUBX диф/Д/вх, идеально равно RBX диф -> оо;
- — входное сопротивление для синфазного сигнала RBX синф характеризует изменение среднего входного тока при приложении к входам синфазного напряжения; существенно больше сопротивления для дифференциального сигнала;
- — температурный дрейф выходного напряжения смещения нуля — отношение изменения входного напряжения смещения к изменению температуры окружающей среды есм = AUCM/ATи составляет 1—5 мкВ/°С;
К выходным параметрам относятся выходное сопротивление, выходная мощность, выходной ток:
- — выходное сопротивление /?вых — внутреннее сопротивление выхода ОУ (в идеале RBUX —» 0 и при этом все выходное напряжение падает без потерь на нагрузке (составляет единицы — сотни Ом);
- — выходная мощность Ртах — максимально допустимая мощность, которая может быть рассеяна ОУ при наличии входного напряжения;
- — выходной ток / тах — предельная амплитуда выходного тока, который может быть выдан в нагрузку.
К группе характеристик передачи относятся коэффициент усиления по напряжению, полоса пропускания, скорость нарастания выходного напряжения, время установления:
A U
— коэффициент усиления по напряжению ОУ К =-=
A U ^ ^диф
_-- отношение изменения Un. IY к дифференциальному
AU-AU~
вх1 вх2
входному (разности изменений входных напряжений) напряжению без ОС, в идеальном ОУ К -> оо, а в реальных усилителях К составляет от сотен до сотен тысяч единиц;
- — полоса пропускания, в пределах которой U уменьшается не более чем до 0,707 своего максимального значения при неизменной амплитуде сигнала на входе;
- — скорость нарастания выходного напряжения К№ых = AUBblx/At — отношение приращения At/BbIX к интервалу времени At, за которое оно происходит и характеризует возможность применения ОУ на высоких частотах;
- — время установления выходного напряжения — время, в течение которого t7 ОУ изменяется от уровня 0,1 до уровня 0,9 установившегося значения t7_„v.
Для каждого ОУ указывается напряжение питания Un, потребляемый ток /пот и потребляемая мощность Рпог
Требования, предъявляемые к ОУ, зависят от выполняемых операционным усилителем функций. В каждом конкретном случае выбирают тот тип ОУ, параметры которого в наибольшей степени удовлетворяют предъявляемым требованиям.
