Дифференциальный усилитель с ООС.

 

Если петлевое усиление имеет действительное и отрицательное значение, то ОС отрицательная. При отрицательной ОС фазы входного сигнала усилителя и сигнала ОС отличаются на угол p, то есть на входе схемы разность сигналов (входного и обратной связи).

Введение отрицательной ОС (ООС) уменьшает коэффициент усилителя:

K _{U ООС} = K /(1 + b K). (7)

Это также проявляется в уменьшении наклона его передаточной характеристики. ООС находит самое широкое применение в усилителях.

Как было отмечено ранее, в устройствах на ОУ широко используется ООС. Благодаря исключительно высокому коэффициенту усиления, которым обладают ОУ, введение ООС позволяет выполнить устройства с высокими качественными показателями, имеющими точное численное значение, создать узлы аппаратуры с параметрами, зависящими только от свойств цепи ОС. Кроме того, введение ООС уменьшает коэффициент усиления напряжению до некоторого значений, что позволяет усиливать в большем диапазоне; при этом увеличивается полоса усиливаемых частот и происходит уменьшение нелинейных и частотных искажений.

Инструментальные дифференциальные усилители.

 

Инструментальный дифференциальный усилитель

Зачастую, для предварительного усиления слабого дифференциального сигнала в высокоточных системах от усилителя требуются высокие параметры точности коэффициента усиления, а так же большое входное сопротивление. Точность коэффициента усиления обычно обеспечивают применением глубокой отрицательной обратной связи (ООС), охватывая ею операционный усилитель(ОУ). Однако дифференциальный усилитель на базе одного ОУ не обеспечивает высокого входного сопротивления порядка нескольких МОм, поэтому зачастую применяют сборку, аналогичную изображённой на схеме (рис.3). Здесь входное дифференциальное напряжение (V2-V1) подаётся на неинвертирующий вход ОУ, который не используется для создания ОС, а собственное входное сопротивление прецизионных ОУ составляет значения порядка нескольких сотен МОм. Инструментальные дифференциальные усилители применяются для точного съёма напряжений с плеч электронного моста и других датчиков с малым выходным импедансом. Промышленностью выпускаются микросхемы, подобные приведённой схеме, с дополнительными возможностями по настройке коэффициента усиления, фильтрации шумов и частотной коррекции.

 

Рис. 3

 

Инверторы на комплементарных транзисторах.

Микросхемы на комплементарных транзисторах строятся на основе МОП транзисторов с n- и p-каналами. Один и тот же потенциал открывает транзистор с n-каналом и закрывает транзистор с p-каналом. При формировании логической единицы открыт верхний транзистор, а нижний закрыт. В результате ток через микросхему не протекает. При формировании логического нуля открыт нижний транзистор, а верхний закрыт. И в этом случае ток через микросхему не протекает. Простейший логический элемент - это инвертор. Его схема приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Принципиальная схема инвертора, выполненного на комплементарных МОП транзисторах.

На этой схеме для упрощения понимания принципов работы микросхемы не показаны защитные и паразитные диоды. Особенностью микросхем на комплементарных МОП транзисторах является то, что в этих микросхемах в статическом режиме ток практически не потребляется. Потребление тока происходит только в момент переключения микросхемы из единичного состояния в нулевое и наоборот. Этим током производится перезаряд паразитной ёмкости нагрузки.

 

Преобразователи сопротивления в напряжения

Схема ОК

Коллектор является общей точкой входа и выхода, поскольку источники питания E 1 и Е₂ всегда шунтированы конден­саторами большой емкости и для пере­менного тока могут считаться коротко-замкнутыми. Особенность этой схемы в том, что входное напряжение полностью передается обратно на вход, т. е. очень сильна отрицательная обратная связь. Входное напряжение равно сумме переменного напряжения база — эмиттер U_б-э и выход­ного напряжения: . Коэффициент усиления по току: . Коэффициент усиления по напряжению: . Фазовый сдвиг между U vix и Uvx отсутствует. Входное напряжение совпадает по фазе с входным. Этот каскад называют эмиттерным повторителем. Эмиттерным, т.к. резистор нагрузки включен в провод эмиттера, и выходное напряжение снимается с эмиттера.

Входное сопротивление каскада по схеме ОК сост. десятки килоом, ,