Post on 22-Jan-2021
transcript
Curs 7
AMPLIFICATOARE CU AO
DE C7
2
CUPRINS
Amplificatoare cu AO
Amplificator neinversor
Amplificare fixă
Amplificare reglabilă
Rezistență de intrare și rezistență de ieșire
Repetor de tensiune neinversor
Exemplu
Amplificator inversor
Amplificare
Rezistență de intrare și rezistență de ieșire
Repetor de tensiune inversor
Exemplu
Problemă rezolvată
DE C7
3
Amplificatoare cu AO
Reacție negativă (RN) a AO = o cale prin care o parte din semnalul de la ieșirea AO este dus
la intrarea inversoare a AO.
= semnalul de ieșire slăbește efectul semnalului de intrare.
vO=a·vD=∞·vD
vO (VOL ; VOH)
Este necesar ca vD=0. Apare o nedeterminare: vO=a·vD=∞·0
CUM?
DE C7
4
Amplificatoare cu AO
Amplificator cu AO = AO cu reacție negativă
Utilizarea ca amplificator
vD poate fi menţinută la 0 prin conectarea unor impedanțe în exteriorul AO într-o configuraţie
cu reacţie negativă. Aceste impedanțe împreună cu AO menţin vD la zero şi stabilesc
valoarea tensiunii de ieşire amplificatoare cu AO
DE C7
5
Amplificatoare cu AO
Ce posibilități avem pentru conectarea intrărilor ?
RN, menține automat vD la zero
DODD vvvvv ,,,0
DE C7
6
Amplificatoare cu AO
Amplificator neinversor
OvRR
Rv
21
1
021
1
OID v
RR
Rvvvv
OI vRR
Rv
21
1
1
21R
R
v
vA
I
Ov
Ivv
Amplificare fixă – metoda 1
0 RN Dv
• Amplificator – AO cu RN
• Neinversor - se aplică la intrarea neinversoare a AOIv
CSTV
v
OL
A
Vv min I
v
OH
A
Vv max I
DE C7
7
Amplificatoare cu AO
Amplificare fixă – metoda 2
i
i
CONCLUZII
amplificarea este dată doar de raportul a două rezistenţe
valoare precisă a amplificării
amplificarea este independentă de AO, nefiind influenţată de dispersia tehnologică a valorilor parametrilor AO
consecinţă directă a folosirii RN în cazul unui amplificator cu amplificare proprie foarte mare (a in cazul AO)
• acelaşi curent prin R1 şi R2
I
Ov
v
vA
0Dv
Ivv Ivv Amplificator neinversor
1
21R
RAv
DE C7
8
Amplificatoare cu AO
Amplificare reglabilă
Amplificator neinversor
1
21R
PRA
maxv
PR
RA
minv
1
21
1
21max R
RAv
0min
vA
Metoda 1 Metoda 2
DE C7
9
Amplificatoare cu AO
Rezistența de intrare (rezistența pe care o vede tensiunea de intrare)
Amplificator neinversor
• se determină pe modelul echivalent al amplificatorului
vI “vede” o întrerupere, deci Ri =
Metoda 2
0
II
I
Ii
v
i
v
i
vR
Metoda 1
DE C7
10
Amplificatoare cu AO
Rezistența de ieșire
Amplificator neinversor
• se determină și ea pe modelul echivalent al amplificatorului
0
gol
sc
gol O
O
O
o
v
i
vR
DE C7
11
Amplificatoare cu AO
Repetor de tensiune neinversor
Amplificator neinversor
IO vv • RN totală
• nu există amplificare în tensiune
• amplificare infinită în curent
• etaj tampon (buffer) pentru a conecta o sursă (sau ieşirea unui circuit electronic) cu rezistenţa de
ieşire mare (poate debita curent redus) cu o rezistentă de sarcină scăzută (care solicită curent mare)
Ivv
0 RN Dv
Ovv
vv
DE C7
12
Amplificatoare cu AO
Exemplu
Amplificator neinversor
• Av= ?
• modelul echivalent al amplificatorului?
• CSTV ?
• vO(t) pentru vI(t) triunghiulară cu amplitudunea 1.5V axată pe 0?
• vO(t) pentru vI(t) triunghiulara cu amplitudinea 2V axata pe 0.5V?
Av= 6 Ri= ∞ Ro= 0
Modelul echivalent al amplificatoruluiCSTV
Cronograme
DE C7
13
Amplificatoare cu AO
Amplificare fixă – metoda 1
Amplificator inversor
0v OI vRR
Rv
RR
Rv
21
1
21
2
0021
1
21
2
OID vRR
Rv
RR
Rvvv
1
2
R
R
v
vA
I
Ov
• Amplificator – AO cu RN
• Inversor - se aplică la intrarea inversoare a AOIv
CSTV
v
OH
A
Vv min I
v
OL
A
Vv max I
min Iv
max Iv
DE C7
14
Amplificatoare cu AO
Amplificare fixă – metoda 2
Amplificator inversor
vv 0v
2
2
0
R
vi O
21 ii
1
1
0
R
vi I
21 R
v
R
v OI
1
2
R
R
v
vA
I
Ov
0vmasă virtuală
0 RN Dv
DE C7
15
Amplificatoare cu AO
Rezistență de intrare și rezistență de ieșire
Amplificator inversor
• În comparaţie cu amplificatorul neinversor la care Ri pentru amplificatorul inversor avem o rezistenţă mai mică de intrare.
• Uzual - kΩ, zeci de kΩ.
• Dacă într-o aplicaţie se solicită o rezistenţă mare de intrare vom folosi conexiunea neinversoare.
?iR 1
1
Ri
v
i
vR I
I
Ii
?oR0oR
DE C7
16
Amplificatoare cu AO
Repetor de tensiune inversor
Amplificator inversor
1I
Ov
v
vA RRi
DE C7
17
Amplificatoare cu AO
Amplificare și rezistență mare de intrare
Amplificator inversor
1RRi
1020101
1010
1
1010
,Av
31
2221
1
21
RR
RR
R
R
v
vA
I
Ov
1010vAAcelași curent prin R1 și R21
Aceeași tensiune pe R3 și R21
31
2221
1
2221
RR
RR
R
RR
v
vA
I
Ov
OPȚIONAL
k1.0 k,1 k,10k,10 312221 RRRR
DE C7
18
Amplificatoare cu AO
Amplificator inversor
Exemplu
R1=10k, R2=100k, alimentare 12V
• Ri, Ro, Av
• domeniul vi, a.î. AO amplificator
• modelul echivalent
• cronograme
k101 RRi0oR
1010
100
1
2 R
RAv
Modelul echivalent
Domeniul vI: )V2.1;V2.1(
Cronograme
DE C7
19
Amplificatoare cu AO
Problemă
Amplificator inversor
Proiectaţi un amplificator inversor cu Ri > 8k și amplificarea |Av| reglabilă în domeniul [10,18]
101
2
min
R
RAv
181
2
max
R
PRAv
12 10RR 12 18RPR
Din condiţia pentru Ri: kΩ81 RRi kΩ101 RAlegem
kΩ10010102 R kΩ801001018 P
Deoarece nu există potenţiometru de 80k, alegem 100k şi refacem calculele. Păstrând R2=100K, rezultă:
kΩ1.1118
100100
18
21
PRR R2=100kΩ P=100kΩ
Verificare: Acceptabil ?1.9min
vA 18max
vA
Varianta 1
DE C7
20
Amplificatoare cu AO
Amplificator inversor
101
2
min
R
RAv
181
2
max
R
PRAv
12 18RPR
k100P
12 10RR
Verificare: 10min
vA 18max
vA
Alegem
kΩ8kΩ121 RRi
Ce se întâmplă dacă alegem P=10k?
Problemă
Varianta 1
12 10RR
12 18k100 RR
k5.121 R
k1252 R
DE C7
21
Activitate curs - P7
Pentru circuitul din figură R1=5k, R2=15k și Val= ±12 V.
a) Determinați parametrii amplificatorului Av, Ri și Ro.
b) Determinați CSTV vO(vI). Determinați domeniul vI pentru care AO lucrează ca amplificator.
c) Desenați cronograma vO(t) pentru vI(t)=4.5 sin1000t [V].
d) Modificați circuitul astfel încât Av să fie reglabilă în domeniul [2,4].
DE C7
22
Ce am învățat azi despre amplificatoarele cu AO?
Amplificatoare cu AO
Amplificator neinversor
Amplificare fixă
Amplificare reglabilă
Rezistență de intrare și rezistență de ieșire
Repetor de tensiune neinversor
Amplificator inversor
Amplificare
Rezistență de intrare și rezistență de ieșire
Repetor de tensiune inversor