Библиотека электромонтера

Операционные усилители.

Релейная защита и автоматика (вводная лекция)
Релейная защита сетей
РЗ трансформаторов.
РЗ генераторов
Защита от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью
Электронные устройства РЗ
Устройства РЗА сетей 500 кВ
Оперативное обслуживание устройств РЗА и ПА ПС Цинковая-220
ПДЭ-2802



Подразделы
 
>>1<< >>2<< >>3<< >>4<< >>5<< >>6<< >>7<< >>8<< >>9<< >>10<< >>11<< >>12<<

Операционный усилитель.

Операционный усилитель (ОУ) - это аналоговая интегральная микросхема (ИМС), предназначенная для усиления электрических сигналов и имеющая следующие основные свойства:

- большой коэффициент усиления.

- большое входное сопротивление (малый входной ток).

- малое выходное сопротивление.

Современные ОУ имеют коэффициент усиления, измеряемый десятками тысяч, входное сопротивление - десятки МОм (входной ток - доли мкА), выходное сопротивление - сотни Ом.

При расчете и анализе схем, выполненных на ОУ, обычно принимаются коэффициент усиления и входное сопротивление ОУ равными бесконечности, а входной ток и выходное сопротивление - равными нулю.

Условное графическое обозначение ОУ приведено на рис. 2.8.1. Такое обозначение ОУ в настоящее время является устаревшим, так как не соответствует ГОСТ.

Каждый ОУ имеет, как минимум, пять выводов: неинвертирующий вход 1, инвертирующий вход 2, выход 3 и два вывода для подачи на ОУ напряжения питания.

Весь принцип действия ОУ описывается одной формулой:

UВЫХ = КУ*(U1-U2)

где: UВЫХ - выходное напряжение ОУ. КУ - коэффициент усиления ОУ. U1 и U2 - напряжения на неинвертирующем и инвертирующем входах ОУ.

Если U2 = 0 (инвертирующий вход ОУ соединен с общим проводом), то:

UВЫХ = КУ*(U1-U2) = КУ*(U1-0) = КУ*U1

Если, наоборот, U1 = 0 (неинвертирующий вход ОУ соединен с общим проводом), то:

UВЫХ = КУ*(U1-U2) = КУ*(0-U2) = -КУ*U2

То есть, напряжение на неинвертирующем входе усиливается операционным усилителем без изменения знака (почему неинвертирующий вход и называется неинвертирующим), а напряжение на инвертирующем входе усиливается операционным усилителем с противоположным знаком (почему инвертирующий вход и называется инвертирующим).

Основные параметры некоторых ОУ, применяемых в устройствах РЗ:

Тип К553УД2 К140УД7 К544УД1А
Номинальное напряжение питания, В ±15 ±15 ±15
Допустимое напряжение питания, В ±(5-17) ±(5-16,5) ±(13,5-16,5)
Потребляемый ток, не более, мА 8,5 2,8 3,5
Коэффициент усиления, не менее 20000 30000 100000
Входные токи, не более, мкА 1,5 0,4 0,0001
Частота единичного усиления, не менее, МГц 1 0,8 1
Напряжение смещения, не более, мВ 7,5 9 20
Допустимое входное напряжение, не более, В 10 20 10
Допустимое синфазное напряжение, не более, В 10 12 10
Допустимое сопротивление нагрузки, не менее, кОм 2 2 2
Максимальное выходное напряжение, не менее, В 10 10,5 10