|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы Операционные усилители (ОУ), т. е. усилители постоянного тока, предназначенные для работы с глубокой отрицательной обратной связью, впервые были разработаны около 30 лет назад. Первые 10-15 лет операционные усилители строились на электронных лампах и применялись главным образом в решающих блоках аналоговых вычислительных машин. Ламповые операционные усилители имели большие габариты, низкую надежность и были сравнительно дорогими устройствами. Все это ограничивало их применение. Однако начиная с 60-х годов, когда были созданы высококачественные транзисторные ОУ, и особенно после перехода на интегральную технологию производства, операционные усилители начали широко применяться в самых различных областях электронной техники. В настоящее время ОУ стали самым массовым аналоговым элементом. В 1972 г. только в США было продано свыше 50 млн. интегральных ОУ, т. е. больше половины всех линейных схем. Годовой прирост выпуска ОУ в США в том же году составил 12%. Операционные усилители широко применяются не только в традиционной области аналоговой вычислительной техники, но и в системах управления, цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователях, при построении активных фильтров и различной измерительной аппаратуры, в генераторах напряжений различной формы, множительно-делительных устройствах, функциональных преобразователях, стабилизаторах напряжений, источниках эталонных напряжений, в прецизионных модуляторах и "демодуляторах, коммутаторах, электронных ключах и во многих других устройствах. Столь широкое применение ОУ объясняется, с одной стороны, тем, что им свойственны высокие электрические параметры (большой коэффициент усиления, высокое входное и низкое выходное сопротивления, высокая стабильность коэффициента передачи и нулевого уровня, малый паразитный входной ток, высокое быстродействие, низкий уровень шумов), а с другой стороны- малыми габаритами, удобством сопряжения между, собой, высокой надежностью и небольшой стоимостью. (В 1973 г. цена на некоторые типы ОУ в США упала до 25 центов.) Массовое применение ОУ в свою очередь выдвигает новые требования к совершенствованию их схем. В связи с этим возникла острая потребность в книге, которая явилась бы руководством по разработке схем ОУ, по их испытанию и применению. Книга «Проектирование и применение операционных усилителей» в значительной мере удовлетворяет эту потребность. В ней обобщен многолетний опыт фирмы Burr-Brown - одной из ведущих фирм США в области операционных усилителей. Книга состоит из двух частей и трех приложений. В первой части приводится анализ, методы расчета и рекомендации по проектированию ОУ. Сюда входят: анализ входных дифференциальных каскадов, промежуточных и выходных каскадов. Приводится расчет наиболее важных для практики характеристик: коэффициента усиления, частотных характеристик, устойчивости, смещения и дрейфа нуля, шумов, коэффициента подавления синфазной составляющей. Материал этой части изложен весьма компактно. Приведены только те сведения, которые наиболее важны при проектировании ОУ, но вместе с тем сохранена достаточная теоретическая строгость. В этой части много полезных рекомендаций по уменьшению дрейфа нуля, компенсации входных токов, обеспечению устойчивости и улучшению других параметров. К сожалению, весьма поверхностно освещены вопросы построения канала с модуляцией и демодуляцией, не рассмотрены схемы модуляторов, обеспечивающих высокую стабильность нуля. При рассмотрении шумов лишь упоминается о фликкер-шумах. Вторая часть книги посвящена особенностям применения ОУ при построении различных линейных и нелинейных схем (в том числе функциональных преобразователей и- множительно-дели-тельных устройств), активных фильтров, коммутаторов, ключей, компараторов, аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей. Эта часть книги будет особенно полезна для советских специалистов, поскольку в отечественной литературе вопросы применения ОУ освещены крайне бедно. В приложениях изложены вопросы теории ОУ и методы измерения их параметров. В целом книга, несомненно, будет весьма полезна как разработчикам операционных усилителей, так и широкому кругу специалистов по электронике, автоматике и вычислительной технике. .Д. Е. Полонников ПРЕДИСЛОВИЕ Операционные усилители становятся основой для решения целого ряда аналоговых задач в измерительной и вычислительной технике и в области систем управления. Появление этих экономичных и функционально гибких элементов произвело переворот в области аналоговой электронной техники, где операционные усилители стали основными компонентами. Однако, как обычно происходит в таких случаях, практика в этой быстро ра-. стущей новой области .электроники опередила теорию. В 1964 г. фирма Burr-Brown опубликовала «Справочник по применению . операционных усилителей». С тех пор появился целый ряд работ, в которых сокращенно излагались отдельные вопросы. В настоящей книге сотрудники фирмы Burr-Brown полно излагают вопросы проектирования и применения операционных усилителей, а также теорию и методы измерения параметров операцион-. ных усилителей. Ряд выводов касается как теории, так и инженерной практики. Следует надеяться, что это поможет развитию техники операционных усилителей, сделав доступной информацию, не опубликованную ранее. С развитием интегральной технологии методика расчета и применения операционных усилителей становится важным орудием в руках разработчика линейных схем. Его должны заинтересовать рассмотренные в ч. I дифференциальные каскады и каскады с непосредственными связями, являющиеся основными функциональными узлами. Те, кто занимается применением, найдут ценный материал в ч. II. Различные основные аспекты техники операционных усилителей рассмотрены в обеих частях и в двух приложениях. Часть I посвящена проектированию операционных усилителей и позволяет глубже понять физическую сущность отдельных параметров операционных усилителей и указать методы управления этими параметрами. Часть II представляет обширный перечень практических применений операционных усилителей с описанием принципа действия. Материал изложен таким образом, что дает воз-можность перейти от описанных конкретных схем к проектиро-[ ванию. Далее, в приложении А даны определения параметров, ,<.. характеризующих операционные усилители, приведены соответствующие схемы и описаны методы измерений. Для тех, кто [ 0 ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 |