Многочисленные типы ОУ, выпускаемые промышленностью, подразделяются на ОУ общего назначения и специализированные ОУ (например, низкошумящие, микромощные, быстродействующие и некоторые другие). Для описания их свойств используются следующие основные характеристики:
· Коэффициент усиления напряжения (КU) – это отношение амплитуды сигнала на выходе к амплитуде сигнала на одном из входов ОУ, когда другой вход соединён с «землёй» (или к разности сигналов на обоих входах ΔUвх, если источник сигнала включён между ними). Типичные значения КUдля ОУ без цепей обратной связи находятся в пределах 104- 106.
· Частота единичного усиления. Каждый усилительный каскад ОУ обладает инерционностью, которая приводит к тому, что, начиная с некоторой частоты, усиление каскада уменьшается. Чем больше число каскадов, тем больше общая инерционность ОУ, тем меньше усиление на высоких частотах. На некоторой частоте входного сигнала усиление ОУ снижается до 1. Эта частота называется частотой единичного усиления и обозначается fт. Для низкочастотных ОУ fт = 1 МГц, а для быстродействующих высокочастотных - fт = (15-100) МГц, а отдельные ОУ могут работать до 2000 МГц.
· Скорость нарастания напряжения (VU) характеризует время установления выходного сигнала большой амплитуды. Она зависит и от fти от свойств выходных каскадов ОУ при передаче большого сигнала. Для низкочастотных ОУ VU=0,2 В/мкс, для быстродействующих VU=20 В/мкс и более.
· Входное сопротивление (Rвх) – отношение изменения напряжения на одном из входов ОУ к изменению входного тока. Если внешние обратные связи отсутствуют, то сопротивления Rвхнеинвертирующего и инвертирующего входов ОУ одинаковы. Величина сопротивления Rвхзависит от типа транзисторов, применяемых во входном балансном усилителе. Если это биполярные транзисторы, то Rвхсоставляет (десятки-сотни) кОм, а если во входном каскаде полевые транзисторы, то Rвх – (единицы-тысячи) Мом.
· Выходное сопротивление (Rвых ) – отношение изменения напряжения на выходе ОУ к изменению выходного тока. Для большинства типов ОУ (кроме усилителей мощности) Rвых~ (100-200) Ом.
· Коэффициент ослабления синфазного сигнала (Ккосс) – отношение амплитуды выходного сигнала ОУ к амплитуде входного сигнала, поданного одновременно на оба входа. При подаче сигнала на вход «+» на выходе возникает сигнал той же полярности; при подаче сигнала на вход «–» – противоположной полярности. Следовательно, при подаче одинакового сигнала на оба входа выходные сигналы вычитаются. Если бы оба входа были совершенно симметричными, результирующий сигнал на выходе был бы равен нулю. Вследствие некоторой асимметрии выходной сигнал отличается от нуля, но он значительно меньше, чем входной. Коэффициент ослабления сигнала Ккоссдля различных типов ОУ составляет 80-100 дБ.
Существуют и некоторые другие, менее существенные характеристики ОУ, такие как напряжение смещения нуля, входной ток, другие характеристики.
16. Идеализация характеристик ОУ.
Для упрощения различных расчётов используют понятие идеальный ОУ. Идеальный ОУ имеет следующие основные характеристики:
Коэффициент усиления напряжения очень велик (КU→ ∞).
Частота единичного усиленияочень велика (fт→ ∞).
Входное сопротивлениеОУ очень велико (Rвх→ ∞).
Выходное сопротивление очень мало (Rвых→ 0).
Напряжение смещения очень мало (Uсм → 0).
Скорость нарастания выходного сигнала очень велика (VU→ ∞).
Коэффициент ослабления синфазного сигнала очень велик (Ккосс→ ∞).
В реальных ОУ такие характеристики недостижимы. Однако в большинстве применений стараются так подобрать тип ОУ и характеристики связанного с ним устройства, чтобы ОУ выступал по отношению к этому устройству, как идеальный. Так, например, импеданс цепи обратной связи ОУ выбирают значительно большим, чем Rвых, и значительно меньшим, чем Rвх, что позволяет в расчётах этими величинами пренебречь.
