23.2. Операционный усилитель. Характеристики идеального оу. Обозначение на схемах.

Операционный усилитель — дифференциальный усилитель постоянного тока, имеющий высокий коэффициент усиления. ОУ почти всегда используются в схемах с глубокой отрицательной обратной связью, которая, благодаря высокому коэффициенту усиления ОУ, полностью определяет коэффициент передачи полученной схемы. В настоящее время ОУ получили широкое применение как в виде отдельных чипов, так и в виде функциональных блоков в составе более сложных интегральных схем. Такая популярность обусловлена тем, что ОУ является универсальным блоком с характеристиками, близкими к идеальным, на основе которого можно построить множество различных электронных схем. Идеальный операционный усилитель - является физической абстракцией, то есть не может реально существовать, однако позволяет существенно упростить рассмотрение работы схем на ОУ благодаря использованию простых математических моделей.

Идеальный ОУ обладает следующими характеристиками: — Бесконечно большой коэффициент усиления с разомкнутой петлей обратной связи. — Бесконечно большое входное сопротивление входов V_– и V₊. Другими словами, ток, протекающий через эти входы, равен нулю. — Нулевое выходное сопротивление выхода ОУ. — Способность выставить на выходе любое значение напряжения. — Бесконечно большая скорость нарастания напряжения на выходе ОУ (насыщение). — Полоса пропускания: от постоянного тока до бесконечности.

И деальный ОУ, охваченный отрицательной обратной связью, поддерживает одинаковое напряжение на своих входах. Другими словами, при указанных условиях всегда выполняется равенство . Обозначение операционного усилителя на схемах справа:

V+: неинвертирующий вход

V−: инвертирующий вход

Vout: выход

Vs+: плюс источника питания (также может обозначаться как V_DD, V_CC, или V_CC+)

Vs−: минус источника питания (также может обозначаться как V_SS, V_EE, или V_CC−)

Нередко на схемах опускают обозначение питающего напряжения с целью упрощения принципиальной схемы.

23.3.

Зная значение напряжение полной шкалы, мы можем найти напряжения, соответствующие каждому разряду. В нашем случае U_пш=20В и количество разрядов n=6:

N разряд = U_пш/2^N, N ;

1 разряд = 10В; 2 разряд = 5В;

3 разряд = 2,5В; 4 разряд = 1,25В;

5 разряд = 0,625В; 6 разряд = 0,3125В;

Зная цифровой код на входе ЦАП можно найти напряжение на выходе: 111011 -> U_вых= 10+5+2,5+0,625+0,3125= 18,4375В.

24.1. Синхронные счётчики.

Быстродействие счетных схем можно повысить благодаря специальной организации цепей переноса и подаче счетных импуль-сов на все разряды счетчика одновременно. Как правило, в таких схемах счетные импульсы выполняют роль импульсов синхро-низации, поэтому рассматриваемые иже счетчики относятся к классу синхронных. В схеме со сквозным переносом переключение каждого j-ого разряда JK-триггера возможно в том случае, если на его информационных входах J и K присутствует 1. В против-ном случае j-ый триггер находится в режиме запоминания. На входы J и K младшего разряда счетчика подается константа «1», поэтому он постоянно работает в режиме асинхронного T-триггера, то есть изменяет свое состояние на противоположное под воздействием каждого счетного импульса. Изменение состояния старших разрядов счетчика возможно только в том случае, если все предшествующие триггеры младших разрядов находится в единичном состоянии. Отличительной особенностью схемы счет-чика с параллельным переносом является то, что выходы всех предшествующих i-му триггеру разрядов подаются на вход дан-ного триггера. Для построения данного счетчика используется многовходовые JK-триггеры. С возрастанием порядкового номера триггера учитывается число входов J и K, необходимых для организации схемы. Так как число входов триггера и его нагрузоч-ная способность ограничены, то разрядность счетчика с параллельным переносом обычно не превышает четырех. При постро-ении счетчиков большей разрядности разряды счетчика разбивают на группы по четыре триггера, и внутри каждой группы строят цепи параллельного переноса. Перенос между группами организуется, например, методом сквозного переноса. Такой способ образования сигналов переноса называется групповым.