9. ОКОНЕЧНЫЕ КАСКАДЫ

9.8. Схемызащитыпотоку

Из-за малого выходного сопро-

+Еп

тивления усилители мощности силь-

но перегружаются,

поэтому исполь-

R1

Rн

зуют схемы защиты по току, ограни-

чивающие значение выходного тока.

R2

Простейшая

схема защиты

имеет

вид, представленный на рис. 9.14.

Ограничение наступает, когда один

Рис. 9.14. Схема защиты

из светодиодов открыт

по току со светодиодами

Iа+max =

UVD1б−э U ′

.

+Еп

R1

Аналогичное выражение для другого

Т1

I1

плеча.

Еще одна схема (рис. 9.15).

Т3

R1

Здесь транзисторы

T3 или

T 4 от-

Rн

кроются, если падение напряжения

Uвх

на R1 или R2

превысит 0,6 В и в этом

R2

Т4

случае рост базовых токов транзи-

сторов T1, T 2 прекратится:

I2

Т2

0,6В ,

I +

а max

R

–Еп

1

Iа−max

0,6В .

Рис. 9.15. Схема защиты по току

R2

на транзисторах Т3, Т4

Выводы

Основные схемы выходных каскадов – двухтактные выходные каскады, работающие в режиме «АВ». Это позволяет обеспечить низкий уровень нелинейных искажений при достаточно высоком КПД.

 Схемотехника аналоговых электронных устройств. Учеб. пособие

-154-

10. ЭЛЕМЕНТЫ АНАЛОГОВЫХ УСТРОЙСТВ НА БАЗЕ ОУ

Функциональные узлы аналоговых устройств реализуют по единой общей схеме, состоящей из ОУ, охваченной глубокой обратной связью. Обратная связь позволяет формировать амплитудную характеристику, соответствующую реализации заданной математической функции, или реализовать другие функции, например, обеспечить стабилизацию напряжения или генерацию синусоидальных колебаний.

10.1. ОУвлинейныхсхемах

Линейными считаются схемы, у которых входной и входной сигналы связаны линейным оператором.

	Инвертирующий усилитель. Схема
	инвертирующего усилителя показана на					RОС
			R1
	рис. 10.1. Сопротивление R2 = R1 вводится
			R2
	для компенсации смещения из-за наличия
	входных токов в реальном ОУ. Необходимо,
	чтобы по каждому входу были одинаковые	Рис. 10.1. Инвертирующий
	сопротивления. Для определения R2 нужно
			усилитель

учитывать выходное сопротивление собст-

венно усилителя Râû õ и внутреннее сопротивление генератора Rг . Обратная связь в данной схеме параллельна по напряжению.

Учитывая, что в идеальном ОУ K = ∞; Rвх = ∞, можно записать:

	KОС −				RОС		;
						R1
RвхОС = R1 + RОС / K0;
RвыхОС	=			R вых					.
			+ K				R1
	1
						RОС + R1

При K → ∞ RвыхОС → 0. При RОС = R1 получаем повторитель напряжения.

 Схемотехника аналоговых электронных устройств. Учеб. пособие

-155-

10.ЭЛЕМЕНТЫ АНАЛОГОВЫХ УСТРОЙСТВ НА БАЗЕ ОУ

10.1.ОУ в линейных схемах

Rг

		RОС					Е
					R
										+
R2
					н
		R1
									–

Рис. 10.2. Неинвертирующий	Рис. 10.3. Включение ОУ
усилитель на ОУ	по схеме повторителя
	напряжения

Неинвертирующий усилитель. Схему неинвертирующего усилителя можно представить в следующем виде (рис. 10.2). Сопротивление R2 вводит-

ся для компенсации смещения из-за входных токов:

R = R || R ,

2 ОС 1

т. е. необходимо уравнять сопротивления внешних резисторов, подключаемых к входам:

Rг = R2 + R1 || RОС.

Для данной схемы:

		R1
	UОС =β Uвых =Uвых		.
		R + R
		1ОС

В случае идеального ОУ напряжение между входами равно 0, тогда

			Uсвх UОС;
K =	Uвых		=	R1 + RОС		1+	RОС	.
	U	свх		R			R
				1			1

На основе данной схемы можно выполнить неинвертирующий повторитель напряжения (рис. 10.3).

 Схемотехника аналоговых электронных устройств. Учеб. пособие

-156-

10.ЭЛЕМЕНТЫ АНАЛОГОВЫХ УСТРОЙСТВ НА БАЗЕ ОУ

10.2.ДифференциальноевключениеОУ

Схема дифференциального включения ОУ имеет вид, показанный на рис. 10.4. Учитывая свойства идеального ОУ, Uвх+ =Uвх− и токи сигналов не

ответвляются на входы ОУ. Тогда для инверти-

рующего входа можно записать:

R1

R2

(Uвх −Uвх−

)

(U −

−U

)

Uвх1

=

;R

= R

,

R3

1

вх

вых

R

R

1

2

Uвх2

1

2

R4

тогда

Рис. 10.4. Схема

−

Uвх

+Uвых

дифференциального

Uвх =

1

.

включения ОУ

2

Для неинвертирующего входа

U

+

=U

R

=

Uвх

2

;R

= R .

вх

вх2

4

R + R

2

3

4

3

4

Учитывая, что Uвх+

=Uвх− , запишем:

Uвх

2

=

Uвх

+Uвых

,

1

2

2

откуда

Uвых =Uвх2 −Uвх1 .

На основе схемы (рис. 10.4) можно получить вариант, когда

Uвых = N (Uвх2 −Uвх1 ).

Для этого должно выполняться условие

R4 = R2 = N.

R3 R1

 Схемотехника аналоговых электронных устройств. Учеб. пособие

-157-

10.ЭЛЕМЕНТЫ АНАЛОГОВЫХ УСТРОЙСТВ НА БАЗЕ ОУ

10.3.Суммирующийусилитель

								R
					R
U1
					R
	U2

Рассмотрим следующую схему (рис. 10.5). Для идеального ОУ можно получить следующее выражение:

U3								(U	+U ) −(U	+U	) =U .
		R1
									c3 вых c4	c1	c2
			R1			R1
U4								Таким образом, данная схема (рис. 10.5) явля-
								ется усилителем разности суммы нескольких
Рис. 10.5. Суммирующий								источников. Причем можно обеспечить инвер-
					усилитель			сию суммы и умножение на коэффициент N .

10.4. Усилительсрегулируемымусилением

Сначала рассмотрим схему обычного инвертирующего усилителя с регулируемым коэффициентом усиления (рис. 10.6).

Для инвертирующего включения можем записать:

K = − RОС ,

R1

где RОС′ = ρ RОС , причем 0 < ρ ≤1.

R1

RОС

R

–

RОС

Uвх

+

+

–

R

Рис. 10.6. Усилитель с регули-

Рис. 10.7. Усилитель с регули-

руемым коэффициентом усиле-

руемым коэффициентом

ния в цепи ОС

усиления по входу

Другой вариант схемы с регулируемым коэффициентом, позволяющий одновременно изменять знак передаточной функции, имеет вид, показанный на рис. 10.7. При крайних положениях движка потенциометра имеет либо инверсное включение, либо неинверсное включение ОУ.

Фактически здесь ОУ работает как дифференциальный усилитель.

 Схемотехника аналоговых электронных устройств. Учеб. пособие

-158-