схема усиления сигнала на операционный усилитель

. Расчет основной схемы операционного усилителя На рис. 2.1 приведена схема усилителя с внешней обратной связью, собранного на основе ОУ. Расчетные соотношения, приведенные в разд. 1, применимы к схеме рис. 2.1.   Рис. 2.1. Основная схема включения ОУ Параметры ОУ:Номинальное напряжение питанияPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP 15 ВВыходная мощностьPPPPPPP PPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP300 мВтВходной ток: номинальныйPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP PPPP200 нА максимальныйPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP 300 нАКоэффициент усиления ОУ при разомкнутой ОС PPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP1000Размах выходного напряжения двойной амплитудыPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP 23 ВВходное сопротивлениеPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP 1 МОмВыходное сопротивлениеPPPPPPPPPPPPPPPPPPP PPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP300 Ом Пример расчета Предположим, что схема рис. 2.1 должна обеспечить коэффициент усиления 100 (40 дБ) при входном сигнале с действующим значением напряжения 80 мВ. Выходное сопротивление источника сигнала не оговаривается. Сопротивление нагрузки на выходе усилителя составляет 500 Ом, источник питания может иметь вариации выходного напряжения до 10 %.Напряжение питания. Положительное и отрицательное напряжения питания Pдолжны быть равны 15 В каждое, т. е. соответствовать номинальным значениям. Конденсаторы развязки. Рекомендуемые значения конденсаторов Pи Pдолжны быть указаны в техническом паспорте ОУ. При их отсутствии до частоты 10 МГц емкости 0,1 мкФ обеспечивают требуемую форму частотной характеристики усилителя.Сопротивления обратной связи. Чтобы получить требуемый коэффициент усиления P100, сопротивление Pдолжно быть в 100 раз больше сопротивления . Значение Pследует выбирать таким, чтобы падение напряжения на нем (при номинальном входном токе) было сравнимо с величиной входного сигнала и не превышало его. При P= 50 Ом номинальный входной ток 200 нА создает падение напряжения 10 мкВ. Такое падение напряжения составляет менее 10 % от входного сигнала 80 мВ. Таким образом, падение напряжения на Pне окажет заметного влияния на входной сигнал. При P= 50 Ом в соответствии с формулой (1.8) сопротивление P P= 5000 Ом = 5 кОм.Сопротивление минимизации смещения. Значение резистора Pопределяется из соотношения . При P= 50 Ом и P= 5 кОм значение Pсоставит приблизительно 49 Ом. Таким образом, предварительное значение Pвсегда несколько меньше , окончательное значение Pдолжно быть таким, чтобы в отсутствие сигнала на входе схемы усилителя напряжения на обоих входах ОУ должны быть одинаковыми.Выходное напряжение. Полный размах выходного напряжения (при входном сигнале и выбранной величине усиления) не должен превышать его максимально допустимого значения. В данном случае номинальное максимально допустимое значение двойной амплитуды выходного сигнала равно 23 В. Фактическое значение действующего значения выходного сигнала P80 мВ g 100 = 8000 мВ = 8 В. Двойная амплитуда выходного напряжения составит: 22,4 В. Таким образом, ожидаемое значение выходного сигнала (22,4 < 23 В) будет лежать в допустимых пределах. Выходная мощность. Выходная мощность ОУ может быть рассчитана исходя из действующего значения выходного напряжения Pи сопротивления нагрузки . В данном случае действующее значение выходного напряжения равно 8 В. При заданном сопротивлении нагрузки 500 Ом выходная мощность P0,128 Вт = 128 мВт. Эта величина намного меньше типового значения выходной мощности ОУ, равного 250 мВт.Выходное сопротивление. Желательно, чтобы выходное сопротивление схемы Pбыло как можно ниже сопротивления нагрузки . Выходное сопротивление можно рассчитать по приближенной формуле 

2. Расчет схем включения операционных усилителей