Условные графические обозначения оу
На рис.2.2 показаны условные обозначения ОУ. Они выполняются на основе треугольников или прямоугольников. Обозначение ОУ прямоугольником, у которого инвертирующий вход обозначают кружком, чаще используют в технической документации. В литературе (особенно иностранной) широко распространенно обозначение ОУ в виде треугольника. В учебной литературе по схемотехнике мы встречаем обозначения ОУ как в треугольниках [1,2], так и в прямоугольниках [3]. 
Рис. 2.2 Условные графические обозначения операционных усилителей Выводы ОУ делятся на: входные, выходные и выводы, не несущие функциональной нагрузки, к которым подключаются цепи напряжения питания и элементы, обеспечивающие нормальную работу ОУ. К вспомогательным относятся выводы с метками FC– для подсоединения цепи, корректирующей АЧХ ОУ, выводы NC– для подключения элементов балансировки по постоянному току (установки нуля на выходе), а также вывод металлического корпуса (┴) для соединения с общим проводом устройства, в которое входит ОУ (рис.2.2.в). Входы показывают слева, выходы — справа. Входное и выходное напряжения измеряются относительно общей точки. Таким образом, интегральные ОУ должны иметь, как минимум, 5 выводов: 2—входных, выходной и 2 для подключения источников питания. Большинство ОУ имеют один несимметричный выход и два входа, симметричных по отношению к общему проводу. Прямые входы и выходы обозначают линиями, присоединяемыми к контуру графического изображения ОУ без каких-либо знаков, а с кружками в месте присоединения ─ инверсные входы и выходы (рис.2.2а, б). Иное обозначение выводов с помощью знаков + и ─ показано на рис. 2.3. Прямой вход еще называют неинвертирующим, так как фаза выходного сигнала совпадает с фазой сигнала, поданного на этот вход. Другой вход называют инвертирующим, так как фаза выходного сигнала сдвинута на 180° относительно входного сигнала. 
Рис.2.3 Обозначение ОУ со знаками полярности Для лучшего понимания и большей наглядности принципиальных cxeм допускается упрощенное обозначение ОУ, в котором сохраняются лишь основное поле и сигнальные выводы (рис. 2.3.б). Входное и выходное напряжения измеряются относительно общей точки. Выводы питания обычно на схемах не показывают, однако следует помнить, что без подачи питания ОУ не работает. Общий провод, играющий роль сигнального вывода, также может быть не показан. Входы ОУ оказывают на выходное напряжение равное в количественном отношении, но противоположное по знаку влияние. Если к входам приложены синфазные, действующие одновременно одинаковые по величине и фазе относительно общего провода сигналы, то их влияние будет взаимно скомпенсировано и выход будет иметь нулевой потенциал, благодаря чему параметры ОУ мало чувствительны к изменениям напряжения питания, температуры и других внешних факторов. Напряжение на выходе ОУ должно быть лишь в том случае, когда на его входах действуют различные по уровню сигналы. Входной каскад ОУ выполняется в виде дифференциального каскада (ДК), поэтому он имеет два входа и реагирует на разность приложенных к ним напряжений, т. е. на дифференциальный сигнал UD (рис.2.2а). Все напряжения ОУ измеряются относительно общего провода.
29.03.2016 937.98 Кб 521 Иструкция по КО_апрель 2011.doc
15.03.2015 1.33 Mб 89 ИТКС Курсовая работа.docx
15.03.2015 181.28 Кб 72 ИТМ курсач 21 вар Б Д .docx
15.03.2015 1.85 Mб 4 К главе 2 и 3 ргр УСК.pdf
15.03.2015 1.43 Mб 5 К главе 3.docx
15.03.2015 2.8 Mб 106 К РАСЧЕТУ РЕЗИСТОРНЫХ КАСКАДОВ.doc
15.03.2015 881.66 Кб 10 кайдин волс.doc
15.03.2015 87.04 Кб 6 кант1.doc
15.03.2015 60.8 Кб 36 КЗ по ФОЭ для ЗФ.docx
15.03.2015 6.36 Mб 32 КМБ — написание диссертации.pdf
22.09.2019 25.25 Mб 11 Колтынюк_Инвестиции_2003 Учебник.doc
Ограничение
Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу:
2.10 Усилители, стабилизаторы Усилители
В электроустановках широко применяются различные усилители. Рассмотрим обозначения условные графические наиболее распространенных из них.
Усилители электромашинные с поперечным потоком и несколькими, например тремя, обмотками управления обозначают по 1, а с продольным потоком – по 2, как показано на рис. 2.10.1, а.
Усилители ламповые. Основа усилителя лампового – трехэлектродная лампа (триод): 3 – прямого накала и 4 – косвенного накала (рис. 2.10.1, б). Обозначения составлены из сочетания обозначений : Б – баллона электровакуумного прибора, А – анода, К — катода, С – сетки, П – подогревателя.
Усилители магнитные (рис. 2.10.1, в) состоят из рабочих и управляющих обмоток и магнитопроводов. Обмотку 5 обозначают полуокружностями, количество и направление выводов которых не устанавливается. Жирная точка указывает начало обмотки. Однако при изображении усилителей разнесенным способом рабочую обмотку 6 изображают двумя, а управляющую 7 – тремя полуокружностями. Обратите внимание: отмененный в настоящее время стандарт допускал рабочую обмотку изображать в 2 – 3 раза толще, чем управляющую.
Рис. 2.10.1 Усилители
Магнитопровод 8 – ломаная линия. Она должна пересекать изображение обмоток. Заметьте, по отмененному стандарту для магнитопровода магнитного усилителя специального обозначения не было; его изображали чертой, т.е. так же, как магнитопровод трансформатора.
Если нужно отразить характер намагничивания, то применяют обозначения 9 и 10. Обозначение 9 указывает на прямоугольную петлю гистерезиса, 10 – на непрямоугольную.
Общее обозначение усилителя магнитного – 11. Это обозначение новое.
Рассмотрим типичные примеры. Так, 12 – усилитель с двумя последовательно соединенными рабочими обмотками и с двумя встречно-включенными секциями управляющей обмотки. Рабочая обмотка – переменного тока (); управляющая – постоянного тока (). Другой пример – 13 изображает усилитель с двумя рабочими и общей управляющей обмотками и прямоугольной петлей гистерезиса. Третий пример – 14 – усилитель трехфазный с тремя рабочими и четырьмя управляющими обмотками. Каждая рабочая обмотка охватывает один магнитопровод, управляющие обмотки – все три магнитопровода.
Усилители полупроводниковые (рис. 2.10.1, г). Основой усилителя служит транзистор – полупроводниковый прибор, представляющий собой пластину кремния или германия, состоящую из трех областей. Две крайние области всегда обладают одинаковым типом проводимости, а средняя – противоположной проводимостью. Транзисторы, у которых крайние области обладают электронной проводимостью, а средняя – дырочной, являются транзисторами NPN-типа (ранее n-р-n типа). Транзисторы, у которых крайние области обладают дырочной, а средняя электронной проводимостями, являются транзисторами РNP-типа. Полярности включения транзисторов NPN и РNP различны.
Смежные области, отделенные друг от друга NP-переходами, называются эмиттером, базой и коллектором.
Эмиттер – область, испускающая (эмитирующая) носители зарядов (электронов в транзисторе NPN); коллектор – область, собирающая носители зарядов; база – средняя область, основание.
Элементы полупроводниковых приборов: 15 – область между проводниковыми слоями с различной электропроводностью; 16 – Р-эмиттер с N-областью; 17 – N-эмиттер с Р-областью (рис. 2.10.1, г). Корпус транзистора – окружность – допускается не изображать, если смысл изображения не меняется и если корпус не используется для электрического соединения.
Рассмотрим примеры: 20 – транзистор типа PNР, 22 – типа NPN. Сравнивая 20 и 21, видим, что транзисторы допускается показывать в зеркальном изображении.
Упрощенные обозначения любых усилителей иллюстрирует рис. 2.10.1, д. Усилитель обозначен прямоугольником, в который вписан треугольник – 18 или знак «больше» — 19. В обозначение усилителя с повышенной нагрузочной способностью вписывают два треугольника или два знака (не показано). К прямоугольникам подводят столько проводников, сколько требуется в каждом конкретном случае.
В схемах устройств связи усилители обозначают по 23 или 24.
Более подробные сведения о принципах построения обозначений элементов, выполняющих физические преобразования сигналов, приведены в гл. 2.11. Там же рассмотрены обозначения специальных усилителей (суммирующих, интегрирующих, дифференцирующих) для аналоговых и аналого-цифровых вычислительных машин.
4. Обозначения оу.
которого он изготовлен. При этом возможны следующие варианты:
Если этот индекс отсутствует, то ИМС имеет круглый металлостек-
Далее идет трех- или четырехзначный номер серии, причем первая
цифра характеризует ее конструктивно-технологическую особенность:
1,5–полупроводниковая (монолитная) ИМС;
7–бескорпусная;
2, 4, 6, 8–гибридная ИМС;
Другие две (или три) цифры–порядковый номер разработки серии.
О функции, которую выполняет ИМС, судят по двухбуквенному
шифру, стоящему после номера серии. Например:
Следом идет порядковый номер ИМС в данной серии.
В конце условного обозначения может быть буквенный индекс, ха-
рактеризующий отличие по численному значению одного или нескольких
параметров ИМС одного и того же типа.
Порядковый номер ИМС в серии (двузначный) может быть дополнен
цифрами 01 (для корпуса 3101) или 08 (для корпуса 2108), но их допусти-
мо и не указывать.
Из примера на рис. 1.5 по двухбуквенному шифру (УД) заключаем,
что перед нами ОУ. Исключением из этого правила является ИС
К118УД1А–В, представляющая собой однокаскадный дифференциальный
усилитель. Цифры свидетельствуют о том, что ОУ полупроводниковый се-
рии 140 с номером разработки в данной серии 17. Буква в конце условного
обозначения предупреждает о различиях в численных значениях по мень-
шей мере одного из параметров ОУ данного типа. Однако информации о
том, какой это параметр, в указанном индексе не содержится.
Лишь по справочным данным можно узнать, например, что ОУ 140УД17А и 140УД17Б различаются значением коэффициента усиления.
Микросхемам, различающимся только конструктивным исполнением, присваивают, как правило, единое цифровое обозначение серии. Следует иметь в виду, что в обозначении ИМС, выпущенных в 70–80-е годы, буквенный индекс, обозначающий тип и материал корпуса, часто отсутствует. Дело в том, что, выпуская одно и то же устройство в другом по исполнению корпусе, обычно просто изменяли номер серии (например, ОУ К153УД2 и К553УД2, компаратор К521СА3 и К554СА3 и т.д.).
4.2. Условные графические обозначения оу.
Согласно ГОСТ 2.759–82 (СТ СЭВ 3336-81) обозначения элементов
аналоговой техники, к числу которых относится и ОУ, выполняют на ос-
нове прямоугольника. Он может содержать основное и одно или два до-
полнительных поля, расположенных по обе стороны от основного
На схемах усилитель обозначается треугольником на основном поле.
Справа от него указывают коэффициент усиления. Если конкретное значе-
ние коэффициента усиления несущественно, его допускается не указывать
(можно также вписать знак бесконечности ∞).
Выводы ОУ делятся на входные, выходные и выводы, не несущие
функциональной нагрузки, к которым подключаются цепи напряжения пи-
тания и элементы, обеспечивающие нормальную работу ОУ. Входы пока-
зывают слева, выходы – справа.
Большинство ОУ имеют один несимметричный выход и два входа,
симметричных по отношению к общему проводу. Прямые входы и выходы
обозначают линиями, присоединяемыми к контуру графического изобра-
жения ОУ без каких-либо знаков, а с кружками в месте присоединения –
инверсные входы и выходы. Прямой вход еще называют неинвертирую-
щим, так как фаза выходного сигнала совпадает с фазой сигнала, поданно-
го на этот вход. Другой вход называют инвертирующим, так как фаза вы-
ходного сигнала сдвинута на 180° относительно входного сигнала. Поэто-
му входы оказывают на выходное напряжение равное в количественном
отношении, но противоположное по знаку влияние. Если ко входам при-
ложены синфазные, действующие одновременно одинаковые по величине
и фазе относительно общего провода сигналы, то их влияние будет взаим-
но скомпенсировано, и выход будет иметь нулевой потенциал, благодаря
чему параметры ОУ мало чувствительны к изменениям напряжения пита-
ния, температуры и других внешних факторов. Напряжение на выходе ОУ
должно быть лишь в том случае, когда на его входах действуют различные
по уровню и фазе сигналы. Выходное напряжение пропорционально раз-
ности уровней сигналов, называемой дифференциальным сигналом. Выходное напряжение ОУ измеряется относительно общего провода.
Выходной вывод ОУ в большинстве случаев присоединяется к нагрузке, которая, как правило, соединяется с корпусом, но это условие соблюдается не всегда.
Чтобы обеспечить возможность работы с ОУ как с положительными,
так и с отрицательными входными сигналами, требуется двухполярное пи-
тающее напряжение. Для этого необходимо предусмотреть два источника
постоянного напряжения, которые подключаются к соответствующим вы-
водам ОУ. Их в общем случае обозначают латинской буквой U. Если питающих напряжений несколько, их условно нумеруют (Uп+, U–) и указывают каждое у своего вывода в дополнительном поле. Вместо буквы можно указывать номинальное значение напряжения и его полярность (выводы с метками +15 В и –15 В, рис. 1.6).
При двухполярном питании постоянное напряжение на несиммет-
ричном выходе отсутствует при условии, что постоянных напряжений на
входе ОУ нет. Значения напряжений источника питания согласно
ГОСТ 17230-71 ±15, ±12, ±6 В. Известны ОУ, рассчитанные на работу от
источника с напряжением питания ±27 В. Некоторые типы ОУ сохраняют
работоспособность при снижении напряжения питания до ±3 В. Реже
встречается несимметричное (+12 и –6 В) и однополярное напряжение питания.
Наличие рассмотренных выводов необходимо для функционирова-
ния ОУ. К вспомогательным относятся выводы с метками FC–для подсое-
динения цепи, корректирующей АЧХ ОУ, выводы NC–для подключения
элементов балансировки по постоянному току (установки нуля на выходе),
а также вывод металлического корпуса (⊥) для соединения с общим прово-
дом устройства, в которое входит ОУ.
Часто для лучшего понимания принципа работы того или иного узла
или устройства и большей наглядности, позволяющей выделить аналого-
вые ИМС на фоне цифровых, в упрощенных принципиальных, функцио-
нальных и структурных схемах используется упрощенное обозначение ОУ,
в котором отсутствуют второстепенные выводы, не влияющие на принцип
действия ОУ. Обычно сохраняются лишь основное поле и сигнальные вы-
воды (рис. 1.7,а). Причем наиболее популярным, удобным, привычным яв-
ляется принятое до 80-х годов изображение ОУ в виде треугольника, при-
чем инвертирующий и неинвертирующий входы могут показываться, как и
на принципиальной схеме (рис. 1.7,б), так и с помощью знаков «−» и «+»
соответственно (рис. 1.7,в). Такое изображение ОУ встречается в самой со-
временной литературе, в том числе и справочной /1, 2/, поэтому в данной
работе использовано именно оно.
Обозначения на схеме
Операционный усилитель — это электронный усилитель напряжения с высоким коэффициентом усиления, имеющий дифференциальный вход и обычно один выход. Напряжение на выходе может превышать разность напряжений на входах в сотни или даже тысячи раз.
- V— — инвертирующий вход
- Vout — выход
- VS+ — плюс напряжения питания
- VS- — минус напряжения питания
Дифференциальные входы усилителя состоят из двух выводов — V+ и V—, операционный усилитель усиливает только разницу напряжений между двумя этими входами. Эта разница называется дифференциальным напряжением на входе.
Если напряжение на входе «+», больше чем на «-«, то на выходе установится напряжение +Uпит. Если ситуация обратная, то на выходе будет напряжение -Uпит.
Значение коэффициента усиления у микросхем операционных усилителей обычно большое — 100000 и более, сл. довольно небольшая разница напряжений между входами V+ и V— приведёт к появлению на выходе усилителя напряжения почти равному напряжению питания. Это называется насыщение усилителя.
Напряжение на выходе операционного усилителя определяется формулой
где U+ — напряжение на неинвертирующем (прямом) входе, U— — напряжение на инвертирующем (инверсном) входе, Коу — коэффициент усиления усилителя с разомкнутой петлёй обратной связи (то есть обратная связь от выхода ко входу отсутствует).
ОУ имеют очень большое входное сопротивление (мегомы).
ОУ могут работать без обратной связи, с положительной и отрицательной обратными связями.
Операционный усилитель без обратной связи (компаратор)
Компаратор — устройство позволяющее сравнивать два аналоговых сигнала и выносить вердикт — какой из сигналов больше. Компаратор встроен в большую часть микроконтроллеров и АЦП.
Если инвертирующий вход соединить с общим проводом (нулевым потенциалом) напрямую или через резистор, а напряжение Vin, поданное на неинвертирующий вход будет положительным, то выходное напряжение будет максимально положительным. Если подать на вход отрицательное напряжение Vin, то на выходе напряжение будет максимально отрицательным.
ОУ с положительной обратной связью (триггер Шмитта)
Триггер Шмитта (не Шмидта) — электронный двухпозиционный релейный (переключающий) элемент (электронное реле).
Пусть на инверсном входе в этот момент +10 вольт. На выходе ОУ минус 15 вольт. С делителя напряжение (примерно -1.4 вольта) подается на неинверсный вход. Пока напряжение на инверсном входе не снизится ниже -1.4 вольта выход ОУ не сменит своего напряжения. А как только напряжение станет ниже -1.4, то выход ОУ резко перебросится в +15 и на прямом входе будет уже смещение в +1.4 вольта.
И для того, чтобы сменить напряжение на выходе компаратора сигналу U1 надо будет увеличиться на целых 2.8 вольта, чтобы добраться до верхней планки в +1.4.
Возникает своеобразный зазор, где нет чувствительности, между 1.4 и -1.4 вольтами. Ширина зазора регулируется соотношениями резисторов в R1 и R2.
Схема ОУ с отрицательной обратной связью (умножитель)
На неинверсный (прямой) вход подано напряжение U1.
На инверсный вход подается половина выходного напряжения с делителя напряжения. Усилителю надо уравнять напряжения на своих входах. Для этого он поднимает напряжение на своем выходе вдвое выше прежнего. Теперь будет на инверсном воде Uout/2 = U1 или Uout = 2*U1.
Поставим делитель с другим соотношением — ситуация изменится в том же ключе.
Таким образом, можно очень легко умножать аналоговые значения на числа больше 1.
Таким образом операционный усилитель может выполнять математические операции (сложение, вычитание, интегрирование, дифференцирование и т.д.).
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями: