Операционный усилитель

8. Золотые правила операционного усилителя

Зачем в проекте

Из двух правил выводятся ВСЕ три схемы фронтенда — повторитель, VREF-буфер, зарядовый усилитель. Ученик, владеющий правилами, читает незнакомые схемы на ОУ с листа — навык уровня «допроса жюри».

Суть

При отрицательной обратной связи (выход соединён с инвертирующим входом через что-либо):

①входы не потребляют ток; ②выход делает всё возможное, чтобы напряжения входов сравнялись.

Без ООС правила не работают — ОУ становится компаратором (щёлкает между упорами).

Разобранный пример (числа проекта)

Выводим повторитель (занятие 8), не зная его заранее: выход соединён с инв. входом напрямую; на неинв. входе сигнал 1 В. По правилу ② выход обязан сделать инв. вход = 1 В, а инв. вход И ЕСТЬ выход → выход = 1 В = вход. Ku = 1. По правилу ① из датчика ток не течёт → входное сопротивление задаём только мы (нашим R2 = 10 МОм). Выводим charge amp (занятие 12): неинв. вход на VREF → по правилу ② инв. вход тоже VREF («виртуальная земля»). Заряд датчика по правилу ① некуда деться, кроме Cf → Uвых = −Q/Cf. Обе схемы — следствия двух строк.

Типичные ошибки: применять правила к схеме без ООС или с положительной ОС; забывать правило ① и «догружать» вход ОУ расчётами тока базы (это биполярная архаика — у CMOS-входов пикоамперы).

Мини-проверка

Сформулируй оба правила. 2) Выведи, почему у повторителя Ku=1. 3) Что такое виртуальная земля и из какого правила она следует?

Где стреляет в модуле: занятия 8, 9, 12; карточка 8

Децибелы Импеданс