2. Розв’язання:

.

= 50,5.

Відповідь: К_U = 50,5

14.

1. Пояснити стабілізуючі властивості від'ємного зворотного зв'язку

2. Розрахуйте величину сигналу на виході операційного посилювача U_ВИХ, якщо на входах присутній синфазний сигнал U_СФ = 10 В, К_ОСС = –120 дБ, К_ДФ = 100.

1. Чутливість підсилювача може змінюватися внаслідок впливу температури, заміни транзисторів, зміни напруги живлення й інших причин. Підсилювач із глибоким від'ємним зворотнім зв'язком (ВЗЗ) підданий цим впливам у значно меншім ступені. У першу чергу поліпшується стабільність посилення.

При глибокому ВЗЗ, тобто коли посилення петлі К_ЗЗК₀  1 вираз для ВЗЗ можна перетворити

. (1)

Таким чином, при глибокому ВЗЗ коефіцієнт підсилення К практично не залежить від К₀ і, отже, зміна К₀ не позначається на загальному посиленні. Коефіцієнт К_ЗЗ звичайно задається дільником напруги, складеним із прецизійних і стабільних пасивних елементів, чим досягається висока точність і стабільність усього підсилювача.

Якщо вважати вихідний підсилювач ідеальним, для якого К₀  , то при замиканні петлі ВЗЗ визначається ідеальний коефіцієнт підсилення К_ІД = 1/К_ЗЗ (так зване «шумове посилення»). Очевидно що для реального підсилювача К₀   і тоді К < К_ІД. Враховуючи сказане, перетворимо формулу (1):

,

де знаменник визначає помилку реального коефіцієнта підсилення К  К_ІД, яка буде тем менше, чим більше посилення К_ЗЗК₀ по петлі ВЗЗ.

Для обмежених К₀   помилка посилення при К  К₀, визначається рівнянням:

,

дійсно

; ,

де К₀ — номінальне значення коефіцієнта підсилення (або його значення при нормальній температурі); К₀ — розкид коефіцієнта підсилення (або його температурний дрейф); К — зміна коефіцієнта підсилення при замкненій петлі ВЗЗ.

З формули випливає, що вплив зміни коефіцієнта підсилення К₀ знижується в (1 + К_ЗЗК₀) раз, тобто точність установки К визначається як запасом К₀, так і обраною глибиною зворотного зв'язку К_ЗЗ.

2. Розв’язання:

U_ДФ(СФ) = U_CФ К_ОСС; U_ВИХ = U_ДФ(СФ)К_ДФ.

U_ДФ(СФ) = 1010^–6 В, U_ВИХ = 1010^–6100 = 110^–3 В = 1 мВ.

Відповідь: U_ВИХ = 110^–3 В = 1 мВ

15.

1. Визначте характеристики ідеального операційного підсилювача

2. На рисунку показана схема підсилювача з автоматичним зсувом.

Визначте нижню границю смуги пропускання f_Н (на рівні 3 дБ) якщо: С = 10 мкФ, R_ВХ = 100 кОм. Результат обчислити з точністю до 0,00.

1. Ідеальний ОП має наступні характеристики:

- коефіцієнт підсилення напруги К₀ = ;

- вхідний опір R_ВХ0 = ;

- вихідний опір R_ВИХ0 = 0;

- ширина смуги пропускання дорівнює нескінченності (нескінченно протяжна АЧХ);

- U_ВИХ = 0 при U_ВХ = 0 (напруга зсуву нуля U_ЗС0 = 0).

Крім того, підсилювач не повинен мати статичних, а також шумових і дрейфових похибок, що проявляються в діапазоні температур і із часом.

Припущення ідеальності ОП спрощує розрахунок схем, і дозволяє сформулювати два основні правила аналізу схем включення ОП:

- входи не споживають струм від джерела сигналу (R_ВХ0 = ), отже, I_ВХ1 = I_ВХ2 = 0.

- напруга між входами дорівнює нулю (К₀ = ; U_ВХ = U_ВИХ/К₀ = 0), отже, на входах діють однакові напруги, U_ВХ1 = U_ВХ2.

Ідеальність ОП дозволяє застосувати принцип «віртуального замикання» входів ОП. При віртуальному замиканні, як і при звичайному замиканні, напруга між замкнутими входами дорівнює нулю. Однак на відміну від звичайного замикання струм між віртуально замкнутими виводами не тече, тобто у віртуальне замикання струм не відгалужується.