Коэффициент усиления операционного усилителя формула: Операционные усилители — принцип действия и параметры.

Содержание

Усиление напряжения операционного усилителя в генераторе Хартли Калькулятор

✖Сопротивление обратной связи — это значение резистора обратной связи операционного усилителя.ⓘ Сопротивление обратной связи [Rf]

AbohmEMU сопротивленияESU сопротивленияExaohmГигаомкилооммегаоммикроомМиллиомНаномомПетаомПланка сопротивлениеКвантованная Hall СопротивлениеВзаимный СименсStatohmВольт на АмперYottaohmZettaohm

+10%

-10%

✖Сопротивление 1 — это величина резистора 1 генератора.ⓘ Сопротивление 1 [R1]

AbohmEMU сопротивленияESU сопротивленияExaohmГигаомкилооммегаоммикроомМиллиомНаномомПетаомПланка сопротивлениеКвантованная Hall СопротивлениеВзаимный СименсStatohmВольт на АмперYottaohmZettaohm

+10%

-10%

✖Amplitude Gain — усиление амплитуды генератора. ⓘ Усиление напряжения операционного усилителя в генераторе Хартли [A

v]

⎘ копия

👎

Формула

сбросить

👍

Усиление напряжения операционного усилителя в генераторе Хартли Решение

ШАГ 0: Сводка предварительного расчета

ШАГ 1. Преобразование входов в базовый блок

Сопротивление обратной связи: 55 ом —> 55 ом Конверсия не требуется
Сопротивление 1: 5 ом —> 5 ом Конверсия не требуется

ШАГ 2: Оцените формулу

ШАГ 3: Преобразуйте результат в единицу вывода

-11 —> Конверсия не требуется

< 9 Диапазон радиочастот Калькуляторы

Усиление напряжения операционного усилителя в генераторе Хартли формула

Амплитудное усиление = -Сопротивление обратной связи/Сопротивление 1
Av = -Rf/R1

Какова связь между R1 и RF для мостового генератора Вейна?

Операционный усилитель используется в неинвертирующей конфигурации, а обратная связь образует сеть делителя напряжения. Сопротивления R1 и Rf образуют часть цепи обратной связи, которая определяет или облегчает регулировку коэффициента усиления усилителя.

Share

Copied!

Влияние частотных свойств коэффициента усиления, сдвига входного напряжения и шумов прецизионного ОУ на точность аналогово-цифрового преобразования

29 ноября 2007

 

 

АЧХ операционного усилителя

Операционный усилитель является в первом приближении апериодическим звеном с комплексным коэффициентом усиления с обратной связью:

   (1),

где A — коэффициент усиления с обратной связью на низких частотах, f — частота входного сигнала, f0 — частота входного сигнала при единичном усилении.

Модуль коэффициента усиления из формулы (1) позволяет определить АЧХ усилителя:

   (2).

Формулы (1) и (2) показывают, что операционный усилитель имеет доминирующий полюс, который является собственной (предельной) частотой звена. Этот полюс образуется благодаря внутренней компенсации усилителя, необходимой для его стабильности. Предельная частота определяет местоположение единичного усиления на АЧХ. Правее частоты при единичном усилении в логарифмическом масштабе коэффициент усиления G имеет наклон -20 дБ на декаду, левее — G примерно равен A. Исходя из этого, логарифмическую АЧХ коэффициента усиления принято аппроксимировать двумя прямыми: горизонтальной и с наклоном -20 дБ на декаду. Если принять A=1 и f

0=1, то аппроксимация и реальная АЧХ будут представлены на рис. 1.

Рис. 1. АЧХ операционного усилителя

Было замечено, что для операционных усилителей произведение полосы пропускания при единичном усилении на коэффициент усиления на низких частотах — величина постоянная. Это обстоятельство указывает на компромисс между динамическими и усилительными характеристиками, который необходимо делать разработчику усилительной системы. Произведение представлено в виде формулы:

    (3).

Применяя формулу (3), например, для ОУ LMP7731 (GBWP = 22 МГц), имеем для коэффициента усиления 10 полосу 2,2 МГц. На предельной частоте различие между аппроксимацией и точным значением достигает 29,3%, т.к. коэффициент усиления начинает падать на частотах значительно ниже предельной. Это свойство является причиной ошибки усиления в каскаде с ОУ на высоких частотах. Данная ошибка должна быть согласована с максимальной допустимой погрешностью АЦП.

С другой стороны ОУ имеет другие источники ошибки: сдвиг входного напряжения и шумы. Как показывает анализ схемы с положительной обратной связью, ошибка усиления прямо пропорциональна ошибке входного напряжения:

   (4),

где dGn — ошибка усиления, связанная с шумами и сдвигом входного усиления ОУ, Vin — входное напряжение ОУ, dV — ошибка входного напряжения.

Ошибки, связанные с шумами, важно учитывать на сравнительно низких частотах, тогда как ошибки, связанные с падением КУ, — на высоких.

В качестве примера оценки ошибки усиления, связанной с шумами и сдвигом входного усиления ОУ, рассмотрим LMP7731 с КУ=10, Vin=1 В:

1) dV складывается из шумов и сдвига входного напряжения: ;

2) из спецификации dVos = 0,04 мВ;

3) суммарные шумы нужно рассчитать, исходя из используемой полосы 2 МГц: dVn=3 нВ/ЦГц x Ц(2 000 000) = 0,004 мВ;

4) используя формулу (4), получаем dGn=0,04%.

Максимальная погрешность аналогово-цифрового преобразования

Максимальная погрешность аналогово-цифрового преобразования, как правило, задается разрешением АЦП: его шагом преобразования (LSB). В идеале точность измерения должна быть намного ниже LSB, для оценки же применяют следующую формулу:

   (5),

где VFS— диапазон измеряемых напряжений АЦП, N — разрешение.

Из формулы (5) получаем оценку максимальной ошибки КУ, при которой достигается точность при разрешении N:

   (6).

Например, для разрешения 8 бит оценка максимально допустимой погрешности будет составлять 0,2%, а для 16 бит — 0,008%.

Согласование прецизионного ОУ и АЦП

В предыдущих разделах была произведена необходимая предварительная работа для расчета согласования прецизионного ОУ с АЦП. В частности было показано, что

  • Коэффициент усиления усилителя отклоняется от аппроксимации с увеличением частоты,
  • Шумы усилителя и сдвиг входного напряжения влияют на ошибку усиления,
  • Имеется максимально допустимая погрешность АЦП, при которой еще достигается расчетная точность преобразования.

Рассмотрим ограничения системы в зависимости от частоты. С увеличением частоты КУ усилителя отклоняется от аппроксимации (постоянного значения усиления), но для обеспечения точности системы это отклонение не должно превышать значение (6). Очевидно, что имеется граничная частота, выше которой система не обеспечивает расчетную точность. Рассчитаем это значение, разрешая (2) по отношению f, имеем:

   (7),

где g — нормализованный КУ.

Граничная частота для заданного разрешения АЦП N будет определяться следующим образом:

   (8).

Полоса допустимых значений частот может быть схематически представлена на рис. 2.

Рис. 2. Схематическое представление полосы допустимых значений КУ

На низких частотах важнейшее влияние оказывают шумы и сдвиг входного напряжения усилителя. Комбинация формул (4) и (6) дает оценку применимости конкретного ОУ для заданной точности преобразования. Погрешность усилителя не должна превосходить погрешность АЦП:

   (9).

Из (9) видно, что одним из решений для повышения уровня точности усилителя может являться усилитель с управляемым коэффициентом усиления. Например, LMP8100 имеет 16 уровней КУ, низкие шумы (12 нВ/ЦГц), низкий сдвиг входного напряжения. Настраивая коэффициент усиления, можно точнее выполнять требования спецификации для различных диапазонов входного напряжения.

В таблицу 1 сведены значения коэффициентов для получения граничной частоты и максимальной погрешности АЦП для различных разрешений вплоть до 16 бит.

Таблица 1. Относительная погрешность АЦП и коэффициенты для получения граничной частоты   

Разрешение
АЦП
Относительная
погрешность АЦП
Коэффициент
преобразования
f0 в fn
8 0,1953% 6,26%
9 0,0977% 4,42%
10 0,0488% 3,13%
11 0,0244% 2,21%
12 0,0122% 1,56%
13 0,0061% 1,10%
14 0,0031% 0,78%
15 0,0015%
0,55%
16 0,0008% 0. 39%

Исходя из расчетов КУ LMP7731 и данных таблицы видно, что данный усилитель вполне можно настроить на точную работу с АЦП 14 бит, снизив усиление до 1. При этом используемая полоса частот будет примерно равна 15 кГц.

В статье рассмотрены эффекты, возникающие при согласовании точности АЦП и ОУ с обратной связью: согласование частотных характеристик КУ и влияние шумов на КУ. Показано, что при проектировании аналогово-цифрового преобразователя необходимо принимать во внимание максимальную ошибку АЦП, равную 1/2 LSB, что является одним из важнейших ограничений для буферных усилителей. Также даны практические советы по применению новейших ОУ LMP7723 и LMP8100.

Использованная литература

1. Д. Кекрафт, С. Джерджли, Аналоговая электроника. Схемы, системы, обработка сигнала. М.: Техносфера, 2005.

2. Востриков. А.С., Теория автоматического регулирования. М.: Высш. шк., 2004.

3. J. Freeman, Amplifier Closed-Loop Bandwidth Considerations in High Resolution A/D Converter Applications. Analog Edge, 2006.

 

Получение технической информации, заказ образцов, поставка —
e-mail:
[email protected]

Высокоточные программируемые усилители

Компания National Semiconductor представила два новых высокоточных программируемых PGA- (programmable gain amplifier) усилителя. LMP8100A обеспечивает точность программной установки усиления 0,03% с шагом от 1 до 16 В/В в индустриальном диапазоне температур от -40 до 125°C, LMP8100 — 0,075% в диапазоне от -40 до 85°C. Приборы имеют 33 МГц CMOS-вход, RRIO- (от шины до шины) выход с током до 20 мА, коэффициент усиления 110 дБ, скорость нарастания напряжения 12 В/мкс (LMP8100A), напряжение питания от 2,7 до 5,5 В, потребляют ток 5,3 мА, выпускаются в 14-выводных корпусах SOIC.

 

 

Высокопроизводительное семейство PIC32 с большим объемом памяти пополнило ассортимент микроконтроллеров PIC от Microchip

Семейство PIC32 пополнило ассортимент в части высокопроизводительных решений с большим объемом памяти. Новые микроконтроллеры сохранили совместимость со своими 16-разрядными предшественниками в части расположения и назначения выводов, периферии и программного обеспечения. Переход к новой элементной базе максимально упрощен за счет полной поддержки семейства PIC32 интегрированной средой разработки (IDE) MPLAB, которую компания распространяет бесплатно. На данный момент, MPLAB IDE поддерживает все 8- 16- и 32-разрядные микроконтроллеры Microchip.

Первыми в семейство вошли семь моделей общего назначения. Они рассчитаны на тактовую частоту до 72 МГц, имеют до 512 Кбайт флэш-памяти и до 32 Кбайт оперативной памяти. Характерной чертой приборов семейства PIC32 является богатый набор периферийных модулей общего назначения, позволяющий значительно уменьшить сложность и стоимость проектов.

В основе микроконтроллеров PIC32 — архитектура MIPS32, принятая в отрасли в качестве фактического стандарта. Быстродействующее ядро MIPS32 M4K позволяет микроконтроллерам демонстрировать лучшую в своем классе удельную производительность — 1,5 DMIPS (миллионов операций с фиксированной запятой) в расчете на 1 МГц тактовой частоты. К достоинствам ядра относится эффективный набор инструкций, пятиступенчатый конвейер, аппаратный умножитель-аккумулятор и до 8 наборов 32-разрядных регистров.

Первые изделия семейства PIC32 выпускаются в 64- или 100-контактных корпусах типа TQFP.

Пока доступны ознакомительные образцы, серийные поставки планируется начать во втором квартале 2008 года.

 

•••

Поставщики беспроводных радиочастот и ресурсы

Веб-сайт RF Wireless World является домом для поставщиков и ресурсов RF и Wireless. На сайте представлены статьи, учебные пособия, поставщики, терминология, исходный код (VHDL, Verilog, MATLAB, Labview), тесты и измерения, калькуляторы, новости, книги, загрузки и многое другое.

Сайт RF Wireless World охватывает ресурсы по различным темам, таким как RF, беспроводная связь, vsat, спутник, радар, оптоволокно, микроволновая печь, wimax, wlan, zigbee, LTE, 5G NR, GSM, GPRS, GPS, WCDMA, UMTS, TDSCDMA, Bluetooth, Lightwave RF, z-wave, Интернет вещей (IoT), M2M, Ethernet и т. д. Эти ресурсы основаны на стандартах IEEE и 3GPP. Он также имеет академический раздел, который охватывает колледжи и университеты по инженерным дисциплинам и дисциплинам MBA.

Статьи о системах на основе IoT

Система обнаружения падений для пожилых людей на основе IoT : В статье рассматривается архитектура системы обнаружения падений, используемой для пожилых людей. В нем упоминаются преимущества или преимущества системы обнаружения падения IoT. Подробнее➤
См. также другие статьи о системах на основе IoT:
• Система очистки туалетов AirCraft. • Система измерения удара при столкновении • Система отслеживания скоропортящихся продуктов и овощей • Система помощи водителю • Система умной розничной торговли • Система мониторинга качества воды • Система интеллектуальной сети • Умная система освещения на основе Zigbee • Умная система парковки на базе Zigbee • Умная система парковки на базе LoRaWAN.


Радиочастотные беспроводные изделия

Этот раздел статей охватывает статьи о физическом уровне (PHY), уровне MAC, стеке протоколов и сетевой архитектуре на основе WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit Ethernet на основе IEEE/3GPP и т. д. , стандарты. Он также охватывает статьи, связанные с испытаниями и измерениями, посвященные испытаниям на соответствие, используемым для испытаний устройств на соответствие RF/PHY. СМ. УКАЗАТЕЛЬ СТАТЕЙ >>.


Физический уровень 5G NR : Обработка физического уровня для канала 5G NR PDSCH и канала 5G NR PUSCH была рассмотрена поэтапно. Это описание физического уровня 5G соответствует спецификациям физического уровня 3GPP. Подробнее➤


Основные сведения о повторителях и типы повторителей : В нем объясняются функции различных типов повторителей, используемых в беспроводных технологиях. Подробнее➤


Основы и типы замираний : В этой статье рассматриваются мелкомасштабные замирания, крупномасштабные замирания, медленные замирания, быстрые замирания и т. д., используемые в беспроводной связи. Подробнее➤


Архитектура сотового телефона 5G : В этой статье рассматривается блок-схема сотового телефона 5G с внутренними модулями 5G. Архитектура сотового телефона. Подробнее➤


Основы помех и типы помех: В этой статье рассматриваются помехи по соседнему каналу, помехи в одном канале, Электромагнитные помехи, ICI, ISI, световые помехи, звуковые помехи и т. д. Подробнее➤


Раздел 5G NR

В этом разделе рассматриваются функции 5G NR (новое радио), нумерология, диапазоны, архитектура, развертывание, стек протоколов (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) и т. д. 5G NR Краткий справочный указатель >>
• Мини-слот 5G NR • Часть полосы пропускания 5G NR • БАЗОВЫЙ НАБОР 5G NR • Форматы 5G NR DCI • 5G NR UCI • Форматы слотов 5G NR • IE 5G NR RRC • 5G NR SSB, SS, PBCH • 5G NR PRACH • 5G NR PDCCH • 5G NR PUCCH • Опорные сигналы 5G NR • 5G NR m-Sequence • Золотая последовательность 5G NR • 5G NR Zadoff Chu Sequence • Физический уровень 5G NR • MAC-уровень 5G NR • Уровень 5G NR RLC • Уровень PDCP 5G NR


Учебники по беспроводным технологиям

В этом разделе рассматриваются учебные пособия по радиочастотам и беспроводным сетям. Он охватывает учебные пособия по таким темам, как сотовая связь, WLAN (11ac, 11ad), wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS, GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, радар, VSAT, спутник, беспроводная сеть, волновод, антенна, фемтосота, тестирование и измерения, IoT и т. д. См. ИНДЕКС УЧЕБНЫХ ПОСОБИЙ >>


Учебное пособие по 5G — В этом учебном пособии по 5G также рассматриваются следующие подтемы, посвященные технологии 5G:
Учебник по основам 5G Диапазоны частот учебник по миллиметровым волнам Рамка волны 5G мм Зондирование канала миллиметровых волн 5G 4G против 5G Испытательное оборудование 5G Архитектура сети 5G Сетевые интерфейсы 5G NR звучание канала Типы каналов 5G FDD против TDD Нарезка сети 5G NR Что такое 5G NR Режимы развертывания 5G NR Что такое 5G ТФ


В этом учебнике GSM рассматриваются основы GSM, сетевая архитектура, сетевые элементы, системные спецификации, приложения, Типы пакетов GSM, структура кадров GSM или иерархия кадров, логические каналы, физические каналы, Физический уровень GSM или обработка речи, вход в сеть мобильного телефона GSM или настройка вызова или процедура включения питания, Вызов MO, вызов MT, модуляция VAMOS, AMR, MSK, GMSK, физический уровень, стек протоколов, основы мобильного телефона, Планирование RF, нисходящая линия связи PS и восходящая линия связи PS.
➤Читать дальше.

LTE Tutorial , описывающий архитектуру системы LTE, включая основы LTE EUTRAN и LTE Evolved Packet Core (EPC). Он предоставляет ссылку на обзор системы LTE, радиоинтерфейс LTE, терминологию LTE, категории LTE UE, структуру кадра LTE, физический уровень LTE, Стек протоколов LTE, каналы LTE (логические, транспортные, физические), пропускная способность LTE, агрегация несущих LTE, Voice Over LTE, расширенный LTE, Поставщики LTE и LTE vs LTE advanced.➤Подробнее.


Радиочастотные технологии Материал

На этой странице мира беспроводных радиочастот описывается пошаговое проектирование преобразователя частоты на примере повышающего преобразователя частоты 70 МГц в диапазон C. для микрополосковой платы с использованием дискретных радиочастотных компонентов, а именно. Смесители, гетеродин, MMIC, синтезатор, опорный генератор OCXO, амортизирующие прокладки. ➤Читать дальше.
➤ Проектирование и разработка РЧ приемопередатчика ➤Дизайн радиочастотного фильтра ➤Система VSAT ➤Типы и основы микрополосковых ➤Основы волновода


Секция испытаний и измерений

В этом разделе рассматриваются ресурсы по контролю и измерению, контрольно-измерительное оборудование для тестирования тестируемых устройств на основе Стандарты WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE. ИНДЕКС испытаний и измерений >>
➤Система PXI для контрольно-измерительных приборов. ➤ Генерация и анализ сигналов ➤ Измерения физического уровня ➤ Тестирование устройства WiMAX на соответствие ➤ Тест на соответствие Zigbee ➤ Тест на соответствие LTE UE ➤ Тест на соответствие TD-SCDMA


Волоконно-оптические технологии

Волоконно-оптический компонент основы, включая детектор, оптический соединитель, изолятор, циркулятор, переключатели, усилитель, фильтр, эквалайзер, мультиплексор, разъемы, демультиплексор и т. д. Эти компоненты используются в оптоволоконной связи. ИНДЕКС оптических компонентов >>
➤Руководство по оптоволоконной связи ➤APS в SDH ➤Основы SONET ➤ Структура кадра SDH ➤ SONET против SDH


Поставщики беспроводных радиочастот, производители

Сайт RF Wireless World охватывает производителей и поставщиков различных радиочастотных компонентов, систем и подсистем для ярких приложений, см. ИНДЕКС поставщиков >>.

Поставщики ВЧ-компонентов, включая ВЧ-изолятор, ВЧ-циркулятор, ВЧ-смеситель, ВЧ-усилитель, ВЧ-адаптер, ВЧ-разъем, ВЧ-модулятор, ВЧ-трансивер, PLL, VCO, синтезатор, антенну, осциллятор, делитель мощности, сумматор мощности, фильтр, аттенюатор, диплексер, дуплексер, чип-резистор, чип-конденсатор, чип-индуктор, ответвитель, ЭМС, программное обеспечение RF Design, диэлектрический материал, диод и т. д. Поставщики радиочастотных компонентов >>
➤Базовая станция LTE ➤ РЧ-циркулятор ➤РЧ-изолятор ➤Кристаллический осциллятор


MATLAB, Labview, Embedded Исходные коды

Раздел исходного кода RF Wireless World охватывает коды, связанные с языками программирования MATLAB, VHDL, VERILOG и LABVIEW. Эти коды полезны для новичков в этих языках. СМОТРИТЕ ИНДЕКС ИСТОЧНИКОВ >>
➤ 3–8 код декодера VHDL ➤Скремблер-дескремблер Код MATLAB ➤32-битный код ALU Verilog ➤ T, D, JK, SR триггер коды labview


*Общая медицинская информация*

Сделайте эти пять простых вещей, чтобы помочь остановить коронавирус (COVID-19).
СДЕЛАЙТЕ ПЯТЬ
1. РУКИ: Мойте их часто
2. ЛОКОТЬ: кашляйте в него
3. ЛИЦО: Не прикасайтесь к нему
4. НОГИ: Держитесь на расстоянии более 3 футов (1 м) друг от друга
5. ЧУВСТВУЙТЕ: Болен? Оставайтесь дома

Используйте технологию отслеживания контактов >> , следуйте рекомендациям по социальному дистанцированию >> и установить систему наблюдения за данными >> спасти сотни жизней. Использование концепции телемедицины стало очень популярным в таких стран, как США и Китай, чтобы остановить распространение COVID-19так как это заразное заболевание.


Радиочастотные калькуляторы и преобразователи

Раздел «Калькуляторы и преобразователи» охватывает ВЧ-калькуляторы, беспроводные калькуляторы, а также преобразователи единиц измерения. Они охватывают беспроводные технологии, такие как GSM, UMTS, LTE, 5G NR и т. д. СМ. КАЛЬКУЛЯТОРЫ Указатель >>.
➤Калькулятор пропускной способности 5G NR ➤ 5G NR ARFCN и преобразование частоты ➤ Калькулятор скорости передачи данных LoRa ➤ LTE EARFCN для преобразования частоты ➤ Калькулятор антенны Yagi ➤ Калькулятор времени выборки 5G NR


IoT-Интернет вещей Беспроводные технологии

В разделе, посвященном IoT, рассматриваются беспроводные технологии Интернета вещей, такие как WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet, 6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT+, Wavenis, Dash7, HomePlug и другие. Он также охватывает датчики IoT, компоненты IoT и компании IoT.
См. главную страницу IoT>> и следующие ссылки.
➤РЕЗЬБА ➤EnOcean ➤ Учебник LoRa ➤ Учебник по SIGFOX ➤ WHDI ➤6LoWPAN ➤Зигби RF4CE ➤NFC ➤Лонворкс ➤CEBus ➤УПБ



СВЯЗАННЫЕ ПОСТЫ


Учебники по беспроводным радиочастотам

GSM ТД-СКДМА ваймакс LTE UMTS GPRS CDMA SCADA беспроводная сеть 802.11ac 802.11ad GPS Зигби z-волна Bluetooth СШП Интернет вещей Т&М спутник Антенна РАДАР RFID



Различные типы датчиков

Датчик приближения Датчик присутствия против датчика движения Датчик LVDT и RVDT Датчик положения, смещения и уровня датчик силы и датчик деформации Датчик температуры датчик давления Датчик влажности датчик МЭМС Сенсорный датчик Тактильный датчик Беспроводной датчик Датчик движения Датчик LoRaWAN Световой датчик Ультразвуковой датчик Датчик массового расхода воздуха Инфразвуковой датчик Датчик скорости Датчик дыма Инфракрасный датчик Датчик ЭДС Датчик уровня Активный датчик движения против пассивного датчика движения


Поделиться этой страницей

Перевести эту страницу

СТАТЬИ Раздел T&M ТЕРМИНОЛОГИИ Учебники Работа и карьера ПОСТАВЩИКИ Интернет вещей Онлайн калькуляторы исходные коды ПРИЛОЖЕНИЕ. ПРИМЕЧАНИЯ Всемирный веб-сайт T&M  

Типовые параметры операционных усилителей

<Коэффициент усиления и коэффициент усиления по напряжению> | Основы электроники

Коэффициент усиления и коэффициент усиления по напряжению

Когда на вход схемы усилителя подается напряжение, оно умножается на коэффициент усиления и появляется на выходе. Этот коэффициент усиления получается путем деления выходного напряжения на входное напряжение.

При входном напряжении V s и выходном напряжении V o коэффициент усиления Av определяется по следующей формуле.

A V = V O [ Multiplied ]
V S

What is a Decibel (dB)?

Логарифм коэффициента усиления (умноженный на 20) выражается в децибелах (дБ).

Например, для операционного усилителя с открытым коэффициентом усиления 100 000x (105x) запись в децибелах будет следующей.

20LOG 10 (10 5 ) = 100 [DB]

. Таким образом, мы можем выразить большие ампляры со многими множеством по 100005. С помощью DE -Multor -Multy -Multy STAMEL.
Другие блоки, используемые в аналоговых схемах, показаны ниже.

(a) дБ : Логарифм отношения двух величин, умноженный на 10 или 20.

[dB] = 10log   P 1 (Power)
P 2
[dB] = 20log   V 1 (напряжение)
V 2

(B) v P

(B) V P stage -9016.

(c) Vrms : Получается путем извлечения квадратного корня из среднего квадрата напряжения.

  • 1 Вэфф = 2√2

(d) дБВ : Представление основано на 1 Вэфф

  • 0дБВ = 1 Вэфф
= 1 Вэфф (e) дБм
Типичные значения нагрузки включают 50 Ом и 600 Ом.

  • 0 дБм = 0,224 В (при нагрузке 50 Ом)
  • 0 дБм = 0,775 В (при нагрузке 600 Ом)
    -6дБ/октава указывает на падение на 6дБ при удвоении частоты.

    (g) dec (декада): 1dec — это 10-кратное значение для данной частоты.
    -20dB/dec показывает падение на 20dB при увеличении частоты в 10 раз.
    *От (f) и (g), –6 дБ/окт= -20 дБ/дек.

    (h) дБ (децибел) Базовый расчет

    • 3db ≒ 1,41x √ √2
      6db ≒ 2,00x
      10db ≒ 3,16x
      20DB ≒ 10x
      Пример: 16DB = 10DB → 6DB → 3.16.16.62.622226.6226726726.62676.62672676.62676.626.626.626.626.626.626.626.626.

      Входное напряжение смещения

      При входном напряжении смещения и дифференциальной входной цепи идеальные операционные усилители и компараторы будут иметь напряжение смещения 0 В, включая напряжение ошибки. При подаче синфазного (того же) напряжения на входные контакты операционного усилителя или компаратора в случае идеального операционного усилителя выходное напряжение не будет выдаваться, но в случае наличия входного напряжения смещения выходное напряжение будет основано на входное напряжение смещения. Это входное напряжение смещения, представляющее собой дифференциальное напряжение, необходимое для того, чтобы выходное напряжение стало равным 0 В, становится входным значением преобразования.

      Преимущество выражения в терминах входного преобразования заключается в том, что использование входного напряжения преобразования позволяет легко оценить влияние на выходное напряжение даже для операционных усилителей и компараторов с различными коэффициентами усиления и конфигурациями цепей. Напряжение смещения обычно выражается в единицах мВ или мкВ.
      Значения ближе к 0 являются более идеальными.

      Напряжение смещения быстро увеличивается, когда оно выходит за пределы входного диапазона синфазного сигнала, и в этой области операционные усилители и компараторы не могут работать. Кроме того, если мы проследим за частотой появления напряжения смещения, мы увидим, что нормальное распределение будет сосредоточено вокруг 0 ​​В.

      Другими словами, он будет стохастически распределен в пределах заданного диапазона. Обычно, поскольку представление стандартного значения описывается как абсолютное значение, существуют как +, так и — напряжения смещения.

      Скорость нарастания (SR)

      Скорость нарастания — это параметр, описывающий рабочую скорость операционного усилителя. Он представляет скорость, которая может изменяться в единицу времени, обусловленная выходным напряжением. Например, 1 В/мкс означает, что напряжение может измениться на 1 В за 1 мкс. Идеальные операционные усилители позволяют точно выводить выходной сигнал для любого входного сигнала. Однако в действительности ограничения скорости нарастания существуют.

      При подаче на вход прямоугольного импульса с крутым нарастанием и спадом указывает на возможную степень изменения выходного напряжения в единицу времени.

      The rise and fall slew rates are calculated by the following equations:

      SRr= ΔV   SRf= ΔV
      ΔTr ΔTf

      The скорость нарастания определяется на основе более медленного «подъема» и «падения». Другими словами, это максимальное значение наклона выходного сигнала. Для сигналов с более крутыми изменениями (наклонами) выходной сигнал искажается и не может следовать. И даже при настройке схемы усилителя, поскольку скорость нарастания представляет собой коэффициент изменения выходного сигнала, никаких изменений не произойдет.

      Операционные усилители используются для усиления сигналов переменного и постоянного тока. Однако операционные усилители имеют ограниченную скорость отклика и поэтому не могут обрабатывать все типы сигналов. На приведенной выше диаграмме [Схема измерения нарастания и осциллограммы] схемы повторителя напряжения диапазоны входного и выходного напряжения ограничены входным напряжением постоянного тока. Кроме того, сигналы переменного тока с частотной составляющей ограничены произведением скорости нарастания и усиления на полосу пропускания.

      Здесь мы рассматриваем взаимосвязь между амплитудой и частотой или скоростью нарастания. Операционный усилитель определяет максимальную частоту, которая может быть выведена.

      Рассчитайте скорость нарастания, необходимую для вывода сигнала, показанного справа.

      y=Asinωt

      Скорость нарастания представляет собой наклон касательной синусоиды, дифференцирующий приведенное выше уравнение.

      dy =Aωcosωt   ωt=0
      dt

      The slew rate is

      SR=Aω ω=2πf

      Furthermore, since the amplitude of the sine wave становится Vpp=2A (полный размах), уравнение можно изменить следующим образом.

      f = SR = SR [Hz]   V PP = SR [V]
      2π × A π V PP π f

      Эта частота (f) называется полосой пропускания полной мощности. Это условия, при которых коэффициент усиления в операционном усилителе не установлен, другими словами, соотношение частоты и амплитуды (в пределах диапазона выходного напряжения), которые могут быть выведены операционным усилителем в цепи повторителя напряжения.

      Пример:

      Частота, способная вывозить сигнал 1 В. = 318,4 кГц π v pp 10 -6 π × 1

      . скорости, и синусоида исказится и станет треугольной.

      Система отрицательной обратной связи

      Хотя операционные усилители представляют собой усилители с высоким коэффициентом усиления по напряжению, практически ни один операционный усилитель не обеспечивает автономное усиление. Это связано с тем, что трудно контролировать открытые изменения усиления и узкополосный коэффициент усиления. Поэтому обычно используется цепь отрицательной обратной связи.

      На схеме справа показан пример системы с отрицательной обратной связью.

      Преимущества цепей с отрицательной обратной связью:

      • Расширяет область (полосу пропускания), в которой коэффициент усиления схемы усилителя становится постоянным
      • Сводит к минимуму влияние изменения коэффициента усиления на открытом усилителе
      • Подавляет искажения

      Расширяет область (полосу пропускания), в которой коэффициент усиления схемы усилителя становится постоянным

      Прежде всего, определите передаточную функцию, которая связывает выходной сигнал со входным модель.

      777777 77777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777 7777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777
      V O (S) = A (S)
      В в (S) В в (S) V .0192

      A O : Коэффициент усиления операционного усилителя без обратной связи
      β : Коэффициент обратной связи equation, the opamp has a transfer function for 1st order lag

      A(s) = A O
      1 + ω
        ω O
      V O (s) = A O × 1
      V IN (s) 1 + βA O 1 + ω
        ω O (1 + βA O )

      Приведенные выше частотные характеристики иллюстрируют взаимосвязь приведенной выше формулы.

      Применение отрицательной обратной связи уменьшит усиление и количество обратной связи, показывая, что ω O расширится до ω O (1+βA O ).

      Сводит к минимуму влияние изменения коэффициента усиления операционного усилителя

      Далее, если предположить, что коэффициент усиления операционного усилителя в уравнении передаточной функции (относящий выход к входу) достаточно велик (A O >>1), коэффициент усиления цепи отрицательной обратной связи на низких частотах можно приблизить к 1/β.
      Другими словами, когда открытый коэффициент усиления операционного усилителя велик, коэффициент усиления цепи обратной связи определяется исключительно коэффициентом обратной связи (независимо от коэффициента усиления).

      В результате коэффициент усиления схемы усилителя (т. е. инвертирующего усилителя) на низких частотах определяется исключительно внешним сопротивлением.

      Кроме того, в случае, когда открытый коэффициент усиления достаточно велик (A O >>1), эффект открытого коэффициента усиления (основанный на температурных характеристиках и изменениях производительности) невелик даже при некоторых колебаниях.

      В О = А О = 1 1
      V IN 1 + βA O 1 + β β
        A O

      Подавляет искажения

      Цепь обратной связи с элементами ошибки показана на рисунке ниже. Здесь элементами ошибки, генерируемыми операционным усилителем, являются V D .

      Включены такие элементы, как искажение, напряжение ошибки и шум.

      V O (s) = A(s)   V IN (s) + A(s) V D
      1 + βA(s) 1 + βA(s)

      Передаточная функция, включая искажение, показана в уравнении справа.

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *