5.9: Резюме

Last updated
Save as PDF

Page ID: 35550

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

У цьому розділі ми детальніше ознайомилися з характеристиками операційного підсилювача. Перш за все, ми виявляємо, що верхня межа частоти є функцією параметра операційного підсилювача\(f_{unity}\), також відомого як продукт пропускної здатності посилення, та посилення шуму схеми. Чим вище коефіцієнт посилення, тим нижчою буде верхня частота розриву. Операційні підсилювачі здатні пласку реакцію аж до постійного струму. Якщо використовуються конденсатори зв'язку, нижню частоту розриву можна знайти за допомогою стандартного аналізу свинцевої мережі. Коли етапи каскадні, результати перегукуються з результатами каскадних дискретних ступенів. Найнижча\(f_2\) є домінуючою і стає системою\(f_2\). Найвища\(f_1\) є домінуючою і встановлює систему\(f_1\). Якщо більше одного етапу виявляють домінуючу критичну частоту, фактична критична частота буде дещо нижчою для\(f_2\) і дещо вищою для\(f_1\).

Для того, щоб зробити операційний підсилювач беззастережно стабільним, для адаптації частотної характеристики відкритого контуру використовується компенсаційний конденсатор. Крім налаштування\(f_{unity}\), цей конденсатор також встановлює швидкість обертання. Швидкість обертання - це максимальна швидкість зміни вихідної напруги по відношенню до часу. Поворотне уповільнює краї імпульсних сигналів і спотворює синусоїдальні сигнали. Найвища частота, яку підсилювач може виробляти без повороту, називається пропускною здатністю потужності. Для оптимізації\(f_{unity}\) та швидкості обертання деякі підсилювачі доступні без компенсаційного конденсатора. Потім дизайнер додає достатньо ємності, щоб зробити конструкцію стабільною.

Через незначні недосконалості між вхідними транзисторами операційні підсилювачі можуть створювати невеликі вихідні напруги постійного струму, які називаються зміщеннями. Зсуви можуть бути зменшені завдяки правильному вибору резистора. Для повного видалення зсуву можуть використовуватися прості схеми обнулення. Змінне зміщення внаслідок зміни температури називається дрейфом. Чим більше коливання температури, тим більшим буде дрейф. Невідповідність транзистора також означає, що синфазні сигнали не будуть повністю придушені. Наскільки добре сигнали загального режиму придушуються, вимірюється коефіцієнтом відхилення синфазного режиму, CMRR. Подібно до CMRR є PSRR, коефіцієнт відторгнення джерела живлення. PSRR вимірює, наскільки добре шуми та пульсації електроживлення пригнічуються операційним підсилювачем. І PSRR, і CMRR залежать від частоти. Їх максимальні значення знаходять при постійному струмі, а потім вони зменшуються зі збільшенням частоти.

Нарешті, шум характеризується як небажаний випадковий вихідний сигнал. Шум в ланцюгах операційних підсилювачів може характеризуватися трьома компонентами: тепловим шумом вхідного та зворотного резисторів, щільністю вхідного шуму підсилювача та щільністю струму вхідного шуму\(i_{ind}\).\(v_{ind}\) Поєднання цих елементів вимагає RMS підсумовування. Для того, щоб знайти вихідну напругу шуму, вхідна напруга шуму множиться на коефіцієнт посилення шуму ланцюга. Співвідношення потрібного вихідного сигналу і напруги шуму називається, відповідно, відношенням сигнал-шум. Зазвичай відношення сигнал/шум задається в децибелах.