|
| |
 |
Главная » Мануалы 1 ... 3 4 5 6 7 8 9 ... 43
Коммерческие: от О до +70 °С TL080AG 6 10 (тип.) TL080C 15 10 (тип.) TL081AC 6 10 (тнп.) 1L081BC 3 10 (тип.) TL081C 15 J0 (тип.) LFS51 10 10 (тип.) LF355 13 5 (тип.) LF355A 2.3 5 LF356 13 5 (ТИП.) LF356A 2,3 5 I.F357 13 5 (тнп.) LF357A 2.3 *Б iF3741 20 10 (тип.)
1.6. ВЫБОР ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ ДЛЯ АКТИВНЫХ ФИЛЬТРОВ) Выбор типа операционного усилителя зависит от топологии фильтра и расчетных параметров схемы. Во многих случаях операционный усилитель будет вести себя как идеальный прибор, особенно на низких частотах, где его коэффициент усиления при разомкнутой петле обратной связи чрезвычайно высок. Для успеха разработки инженер должен тщательно определить схемные требования и выбрать усилитель таким образом, чтобы не выйти за пределы расчетной частотной характеристики. Параметры усилителя важны для района полосы пропускания фильтра. При установленном минимальном затухании в полосе задерживания параметры усилителя имеют второстепенное вначение. .1.6а. Коэффициент усиления при разомкнутой петле обратной связи Требования, предъявляемые к коэффициенту передачи операционного усилителя при разомкнутой петле обратной связи в случае использования его в активном фильтре, определяются расчетным значением усиления с замкнутой обратной связью. Влияние усиления без обратной связи на усиление с обратной связью можно вычислить по формуле для неинвертирующего усилителя: Л = Л/(1+Л,р), (1.49) где Ао - коэффициент усиления при разомкнутой петле обратной связи на наивысшей частоте полосы пропускания, а р - коэффициент обратной связи. На рис. 1.50 показано влияние усиления без обратной связи на погрешность усиления с обратной связью для значений последнего 1, 10 и 100. С увеличением первого погрешность уменьшается, а их отношения 100 : 1 более чем достаточно для боль- Раздел соответствует разд. 3.6 американского издания,Дрмл, ред. 1.5г. Специализированные операционные усилители Во многих случаях приборы общего назначения не могут удовлетворить важные требования, предъявляемые к конкретным схемным применениям В этом случае могут потребоваться операционные усилители, специально спроектированные для оптимизации какого-либо отдельного параметра. Электрические параметры более известных приборов приведены в табл. 1.8-1.10. Напряжение смещения (макс), мВ Дрейф напряжения смещения, мкВ/°С
Усиление (мии.), В/мВ Ширина полосы (тип.), МГц Скорость нарюта- (тип.), B/s;kc Напряжение питания, В Диапазон синфазных сигналов, В Диапазон дифференциальных сигналов, В . Потребляемый ток (макс), Описание) Военные: от -55 до -Ы25 С
0,3 30 0.2 50 (мни.) 2,5 30 3,5 100 0,005 ±I2-f- ±18 ±2 ±20 ±2 -4- ±20 ±5 -f- ±15 ±2 -i- ±20 ±5 ±18 ±4 ±40 ±4-Ь ±40 ±6 ±1& ±3 -V- ±22 ±5 ±20 ±5 ±18 Промышленные: от -25 до -Ь85 С LM202 10 15 (тип.) LM208 3 LM208A 1 LM210 4 LM212 2 LM218 4 Коммерческие: от О до -Ь70 °С 15 5
5,5 0,S 0,6 5,5 0,6 1.5 5,5 0,8 0,8 5,5 0,8 10 5 5 6,7 10 5 П П б п п Б вв, Б б И П м ) Б-быстродействующий; ВВ-высоковольтаый; М-мощный; ММ-вторитель напряжения; ШП-широкополосный. -микромощный; И-измерительный; П-прецизионный; ПН-по. Напряжение смещения (макс). мВ Дрейф напряжения смещения, мкВ/°С Раз-1 ность входных токов, нА Входной ток (макс.\ нА Усиление (мин.), 10> В/мВ Ширина полосы (тип.), МГц Скорость нарастания (тип.), В/мкс Напряжение питания, В
Военные: от -55 до -f 125С ) мм-маломощный; МС-с малым смещением; МШ-малошумящий; П-прецизионный. Опи-сание')
Напряжение смещения, (макс), мВ Дрейф напряжения смещения (тип.), mkEZ-C Разность входных токов, иА Входной ток (MaKQ.), нА Усиление (мин.), \№ В/мВ Ширина полосы (тип.), МГц Скорость нарастания (тиг,.). В/мкс Напряжение питания, В Диапазон синфазных сигналов, В Диапазон дифференциальных сигналов, В Потребляемый ток (макс), мА Описание*
шинства фильтров. Во многих случаях приемлемым будет и отношение 10 : 1. Указанное отношение легко выполняется для схем фильтров на основе единичных усилителей и источников напряжения, управляемых напряжением (ИНУН). Для полоснопропускаю-щих фильтров с многопетлевой обратной связью коэффициент усиления с разомкнутой петлей обратной связи должен быть больше значения lOQ. Реализация прецизионных полоснопропу-скающих фильтров по схемам на сдвоенных усилителях и на Г 10 /О' Усиление 5ез обратной сВязи А Рис. 150. Влияние коэффициента усиления при разомкнутой петле обратной связи на погрешность усиления. основе переменных состояния возможна при значениях усиления без обратной связи порядка 100Q. Существенно меньшие значения можно допустить там, где обеспечивается подстройка фильтра. 1.66. Фазовый сдвиг усилителя С увеличением частоты коэффициент усиления при- разомкнутой петле обратной связи падает, фазовый сдвиг в усилителе возрастает. Для фильтров на основе переменных состояния это приводит к увеличению добротности Q, когда запаздывание фазы сигнала повышает добротность схемы. Увеличенную добротность можно оценить по выражению Q = Q/I1 -f 2д(/здБ - г/ИЛздб)], (1.50) где Q - расчетная добротность, /здб - частота среза по уровню 3 дБ характеристики ОУ без обратной связи, f - наивысшая частота полосы пропускания фильтра и Q - результирующая добротность, Если расчет по этому выражению дает более Ъ% воз-: растания добротности, то это указывает на то, что, возможно, потребуется подстройка фильтра по добротности. Фазовый сдвиг в усилителе с обратной связью можно оценить по формуле фс = arctg {М/з дБ (1 + AMI (1.51) В случае фильтров нижних и верхних частот на основе источников напряжения, управляемых напряжением, фазовый сдвиг должен быть меньше 4° для звеньев второго порядка и меньше .6° для звеньев третьего порядка (здесь f - частота среза фильтра по уровню 3 дБ). Для фильтров с эллиптическими функциями передачи фазовый сдвиг на частоте среза должен быть не более 4°. 1.6в. Входное и выходное сопротивления При реализации активных фильтров входное и выходное сопротивления операционных усилителей обычно не имеют существенного значения. Основное соображение состоит в том, чтобы входное гппротивление было много больше наивысшего значения сопротивления резистора, подключаемого к входному зажиму, и чтобы выходное сопротивление было много меньше наименьшего значения сопротивления резистора, подключаемого к выходному зажиму. Если активный фильтр для минимизации величины конденсатора рассчитан на очень высокий уровень сопротивлений, то входное сопротивление операционного усилителя должно быть достаточно высоким, чтобы не вносить погрешности нагрузки. Для схем фильтров на основе инвертирующего источника напряжения, управляемого напряжением, отрицательная обратная связь значительно увеличивав входное сопротивление, поскольку Rsx = {l + Ao§)Ri, (1.52) где Ао - коэффициент усиления при разомкнутой петле обратной связи, р - коэффициент обратной связи и Ri - входное сопротивление усилителя без обратной связи. Для максимизации входного сопротивления следует применять операционные усилители с полевыми транзисторами на входе. Для таких усилителей легко реализуются входные сопротивления в диапазоне 10 Ом, что можно считать идеальным параметром для всех практических реализаций фильтров. Выходное сопротивление усилителя рассчитывается по формуле вых = /?с/(1+ЛР). (1.53) ЛИТЕРАТУРА 1. Graeme J. С, Application of Operational Amplifiers, McGraw-Hill, New York, 1973. 2. Hnatek E. R., Applications of Linear Integrated Circuits, Wiley, New York, 1975. 3. Stout D., in Milton Kaufman (Ed.), Handbook of Operational Amplifier Circuit Design, McGraw-Hill, New York, 1976. Поскольку выходное сопротивление без обратной связи Ro в типовом усилителе составляет 150 Ом, в большинстве применений замыкание обратной связи переводит значение выходного сопротивления без обратной связи в диапазон нескольких миллиом, что, разумеется, можно не учитывать. 1.6г. Динамический диапазон Размах выходного напряжения активного фильтра ограничивается небольшой долей напряжения источника питания. Коэффициент передачи звена или входной сигнал необходимо также лимитировать, чтобы избежать искажений сигнала. Другое соображение, касающееся в первую очередь узкополосных фильтров, состоит в расстройке на резонансную частоту при больших размахах выходного сигнала. Этот эффект обусловлен ограничением скорости нарастания и заключается в неспособности выходного каскада операционного усилителя довольно быстро отслеживать на выходе большой сигнал на повышенных частотах. С другой стороны, динамический диапазон ограничивается собственными шумами усилителя. Для получения на выходе наибольшего отношения сигнал/шум не следует рассчитывать по-лоснопропускающий фильтр на большой коэффициент усиления. Это особенно важно для входного звена фильтра. 1 ... 3 4 5 6 7 8 9 ... 43 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||