Definition : Faktor potiskivanja srednje vrednosti signala ...leda.elfak.ni.ac.rs/education/Analogna elektronska... · napajanja (Vs = 15V ± 10mV). Šum napona napajanja potisnut

OGRANIČENJA OPERACIONIH POJAČAVAČA

� Definition: Faktor potiskivanja srednjevrednosti signala predstaljva odnosdiferencijalnog pojačanja i pojačanja srednjevrednosti signala


Faktor potiskivanja srednje vrednosti signala

� Definicija: Faktor potiskivanja predstavlja odnos diferencijalnog pojačanja ipojačanja srednje vrednosti

� Značenje: CMRR predstavlja odnospromene srednje vrednosti signala na ulazu∆Vicm i varijacija naponskog ofseta koja onaprouzrokuje.

Ac

ACMRR d=

ANALOGNA ELEKTRONSKA KOLA2

io

iCM

V

VCMRR

∆

∆=

prouzrokuje.

� Uzrok: Usled promene srednje vrednostisignala na ulazu menjaju se radne tačkeulaznog diferencijalnog para. Ova promenaradnih tačaka odražava se na promenunaponskog ofseta.

OGRANIČENJA OPERACIONIH POJAČAVAČAPotiskivanje promene napona napajanja

(Power Supply Rejection Ratio – PSRR)

� Definicija: Faktor potiskivanja predstavlja odnos diferencijalnog pojačanja inaizmeničnog pojačanja u odnosu na izvor napajanja Ap

� Značenje: PSRR pretstavljaodnos priraštaja napona ipriraštaja ofseta napona koji jenjime prouzrokovan.

Ap

APSRR d=


io

EECC

V

VVPSRR

∆

−∆=

)(

njime prouzrokovan.

� Uzrok: Usled promene napona napajanja menjajuse radne tačke ulaznog diferencijalnog para. Ovapromena radnih tačaka odražava se na promenunaponskog ofseta.

Power Supply Rejection Ratio – PSRR

Signal čija je amplituda 10mV i

frekivencija 100kHz pridodat je naponu

napajanja (Vs = 15V ± 10mV). Šum

napona napajanja potisnut je sa 45dB

PSRR na frekvenciji 100kHz ali se i pored

toga pojavljuje na izlazu.

ANALOG ELECTRONIC CIRCUITS

Input offset voltage caused by power supply nose, Vos

power supply nose, Vs

mVR

R

PSRR

VV

VmV

PSRR

VV

R

RG

GVV

sout

sosCL

CLosout

6,5

56178

10

1

2

1

2

=⋅=∆

====

⋅=∆

µ


Ulazna impedansa

� Diferencijalna ulazna impedansa, Rid,se meri kao odnos napona i strujenaizmeničnog naponskog generatorapriključenog između ulaza operacionogpojačavača.

� Ulazna impedansa za srednjud

inid

i

vR =


� Ulazna impedansa za srednjuvrednost signala, RiC, se meri u kolu ukome se spoje ulazi operacionogpojačavača i između čvora spoja ireferentnog čvora veže naizmeničninaponski generator. Ulazna impedansapredstavlja odnos napona i struje nanaponskom generatoru.

CM

inici

vR =


Ulazna impedansa

� Parazitne impedanse na oba ulazase modeliraju sa po tri otpornosti ikapacitivnosti. Ulazna impedansa imauticaj na kolo jedino kada je velikaunutrašnja impedansa pobudnoggeneratora.� Ulazna kapacitivnost je readpikofarada. Može da prouzrokuje


pikofarada. Može da prouzrokujeumanjenje margine faze kada suotpornosti u povratnoj sprezi velike.� Ulazna diferencijalna otpornost jereda 107 do 1012 oma. Uobičajeno jeda se u katalozima navodi otpornostkoja se vidi na jednom od priključakakada je drugi kratkospojen. Ovaotpornost je praktično jednakadiferencijalnoj otpornosti.

( )pndid RRRR += ||

pnic RRR ||=


Ulazna otpornost

� Pod dejstvom negativne povratne sprege ulazna otpornost se povećava.Za kolo neinvertujućeg pojačavača izlazna otpornost se može približnoodrediti kao proizvod ulazne diferencijalne otpornosti O.P. i funkcije reakcije.

id

xx

R

vvi 1

−=


idR

( )10021

11 vvAvv

RR

Rv x −⋅⋅=⋅=⋅+= ββ

id

xx

xR

vA

Av

iββ⋅+⋅

−=

1

)1( βARR idin +=


Izlazna otpornost

� Tipična vrednost izlazne otpornosti O.P. je između 10Ω i 100Ω.� Ukoliko je opterećenje kapacitivno javiće se dodatni fazni pomeraj kojideluje tako da smanjuje marginu faze.


0

0

1ωωj

VAV in

+

⋅=

00

RR

RVAV

L

Lin +

⋅=LCR0

01

=ω


Izlazna otpornost

� Pod dejstvom negativne povratne sprege izlazna otpornost se smanjuje.Za kolo invertujućeg ili neinvertujućeg pojačavača izlazna otpornost semože približno odrediti kao količnik izlazne otpornost O.P. i funkcije reakcije.

210 RR

v

R

vAvi xIDxx +

+⋅−

=


xx vvRR

Rv ⋅=⋅

+= β

21

11

0210

1111

R

A

RRR

A

v

i

R x

x

out

ββ +≈

++

+==


[ ]sV/ µµµµdt

dvSR o=

Definicija: Maksimalna moguća brzinapromene izlaznog napona operacionogpojačavača u vremenu.

Maksimalna brzina odziva (Slew rate)

Uzrok: Nastaje usled ograničenih mogućnostipojačavača da napuni ili isprazni internu

ANALOGNA ELEKTRONSKA KOLA

Posledica: Ukoliko je u bilo kom trenutkubrzina promene signala veća od SR javiće senelinearna Izobličenja.

10

pojačavača da napuni ili isprazni internukapacitivnost. Ova kapacitivnost se koristi za zapodešavanje frekvencijskog odziva operacionogpojačavača.



Odziv operacionog pojačavača na jedinični impuls.

Ukoliko je amplituda ulaznog signaladovoljno mala vremenska zavisnostizlaznog napona je:

( )

−=

−τt

ANALOGNA ELEKTRONSKA KOLA14.10.2016 Analogna elektronska kola 11

( )

−=

−τ

POUT eVtV 1

τPOUTOUT V

tdt

dV

dt

dV=

==

0max

Maksimalna brzina odziva za datu vrednost VP iznosi:

U praksi maksimalna brzina odziva ne može da predje odredjenu granicu koja se naziva slew rate.

Slew rate

� Prilikom analize Slew-Rate na ulazuse dovodi veliki signal da bi se pratilevelike promene izlaznog signala. Utom slučaju jedan od dva tranzistora udiferencijalnom paru će u jednomtrenutku preći iz aktivnog režima uzakočenje dok će kroz drugi (levitranzistor proticati sva struja strujnog

ANALOG ELECTRONIC CIRCUITS

tranzistor proticati sva struja strujnogizvora IT). Kapacitivnost CC se tadapuni maksinalnom brzinom koja iznosi:

c

T

C

I

dt

dvSR =

= 1max



� Kada je ulazni signal sinusoidalnog talasnog oblika doći će do izobličenja ukoliko u bilo kom trenutku vremena brzina izlaznog signala premaši SR.

� Brzina odziva zavisi od frekvencije i od amplitudesinusoidalnog signala

( ) ( )tVtv ωsin⋅=


( ) ( )tVtv inmin ωsin⋅=

SRVdt

dVoutm

out


Isprojektovati integrator čija frekvencija jediničnog pojačanja iznosi 10 MHz iulazna impedansa 20 kΩ. Operacioni pojačavač ima slew-rate od 0,1 V/ns. Kolose pobuđuje sinusoidalnim signalom frekvencije 1 MHz. Koliki je najveći opsegpromene (peak-to-peak) sinusoidalnog signala na ulazu koji ne prouzrokujenelinearna izobličenja.

2.2. Zadatak



Izlazni signal uvek ima manju vrednost od pozitivnog ili negativnog napajanja

Maksimalni napon na izlazu (Rated output voltage)


Ukoliko je VCC=+/-15V

Maksimalni napon na izlazu

je =+/-13V

14.10.2016 Analogna elektronska kola 15



Pojačavač u klasi A




Pojačavač u klasi B




�Odsecanje izlaznog talasnog oblika usled prevelike amplitude ulaznog napona



Maksimalna izlazna struja

Za vreme negativne poluperiode IOUT

OPERACIONI POJAČAVAČ

Za kolo neinvertujućeg pojačavača sa slike poznato je: v(t)=Vin sinωt; Vin=5V;R1=1 kΩ; R2=3 kΩ. Maksimalna izlazna struja operacionog pojačavača jeIOmax=+-25 mA; napon napajanja iznosi VCC=12 V. Odrediti vremenskuzavisnost napona na izlazu ukoliko je:a) RL=10 kΩ;b) RL=100 Ω;

2.3. Zadatak


OPERACIONI POJAČAVAČ

Isprojektovati invertujući pojačavač sa ulaznom otpornošću od 100 Ω ipojačanjem An=-5. Imamo na raspolaganju operacioni pojačavač sajednosmernim pojačanjem A0=104, maksimalnom izlaznom strujomIOmax=±15 mA , naponom napajanja 12 V. Kolika je maksimalna amplitudaulaznog signala koji se može pojačati bez izobličenja ?

2.4. Zadatak



Karakteristike realnog operacionog pojačavača:

Konačna izlazna otpornost

Konačno pojačanje u otvorenoj petlji

Konačna ulazna otpornost

Vo= f(RL)

Vi=0; V+=V-

Ii=0; Vi≠ f(Rs)


Pojačanje srednje vrednosti signala Acm≠0

Konačan propusni opsegreal f

karakteiristika.

22


TIPIČNE VREDNOSTI PARAMETARA OPERACIONG POJAČAVAČA

1. Pojačanje u otvorenoj petlji 105

2. Naponski ofset 1 mV


Operational Amplifiers

Kataloški podaci za 741



Kataloški podaci za operacioni pojačavač 741

ANALOGNA INTEGRISANA KOLA25


Korisni linkovi

http://www.linear.com/

http://www.analog.com/

http://www.national.com/ds/LM/LM741.pdf


http://www.linear.com/

http://www.physics.unlv.edu/~bill/PHYS483/op_amp_datasheet.pdf

26

Documents

Definition : Faktor potiskivanja srednje vrednosti signala ...leda.elfak.ni.ac.rs/education/Analogna elektronska... · napajanja (Vs = 15V ± 10mV). Šum napona napajanja potisnut