Дифференциальное включение (электроника)
Дифференциальное включение — способ реализации требуемых параметров в схемотехнике.
Использование
- Во входных каскадах УЗЧ;
- при включении операционных усилителей (ОУ) — одна из типовых схем включения,
- в USB.
Дифференциальное включение — способ реализации требуемых параметров в схемотехнике.
Операционный усилитель — усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и, как правило, единственным выходом, имеющий высокий коэффициент усиления. ОУ почти всегда используются в схемах с глубокой отрицательной обратной связью, которая, благодаря высокому коэффициенту усиления ОУ, полностью определяет коэффициент усиления/передачи полученной схемы.
Интегра́тор, блок интегри́рования — техническое устройство, выходной сигнал которого пропорционален интегралу, обычно по времени, от входного сигнала.
Усили́тель постоя́нного то́ка (УПТ) — усилитель электрических сигналов, обычно электронный усилитель, диапазон усиливаемых частот которого включает нулевую частоту.
Стабилиза́тор напряже́ния — электромеханическое или электрическое (электронное) устройство, имеющее вход и выход по напряжению, предназначенное для поддержания выходного напряжения в узких пределах, при существенном изменении входного напряжения и выходного тока нагрузки.
Фильтр Са́ллена — Ки — один из типов активных электронных фильтров 2-го порядка.
Операцио́нный усили́тель 741 — универсальный интегральный операционный усилитель второго поколения на биполярных транзисторах. Оригинальный μA741 был разработан в 1968 году Дэвидом Фуллагаром из Fairchild Semiconductor на основе разработанного Бобом Видларом LM101. В отличие от LM101, использовавшего внешний конденсатор частотной коррекции, в μA741 этот конденсатор был выполнен непосредственно на кристалле ИС. Простота применения μA741 и совершенные для своего времени характеристики способствовали широкому применению новой схемы и сделали её «типовым» универсальным ОУ. Несмотря на появление значительно лучших по характеристикам аналогичных микросхем, ОУ 741 и его клоны по состоянию на 2015 год все ещё выпускаются множеством производителей.
В статье описаны некоторые типовые применения операцио́нных усили́телей (ОУ) в аналоговой схемотехнике.
Дифференциа́льный усили́тель — электронный усилитель с двумя входами, выходной сигнал которого равен разности входных напряжений, умноженной на константу. Применяется в случаях, когда необходимо выделить небольшую разность напряжений на фоне значительной синфазной составляющей.
Синфа́зный сигнал — составляющая аналогового сигнала, присутствующая с одним знаком, амплитудой и фазой на всех рассматриваемых выводах. В электронике, где сигнал передаётся с использованием напряжения, синфазный сигнал определяется обычно как полусумма напряжений:
Измери́тельный усили́тель, инструмента́льный усилитель, электрометри́ческий вычитатель — разновидность дифференциального усилителя с улучшенными параметрами — с очень малым входным смещением, малым температурным дрейфом, малым собственным шумом, высоким коэффициентом усиления, регулируемым в широких пределах изменением сопротивления одного резистора, очень высоким коэффициент ослабления синфазного сигнала, очень высоким входным сопротивлением и малым входным током.
Электро́нный усили́тель — устройство, способное усиливать электрическую мощность сигнала с малыми искажениями его формы, то есть, имеющие коэффициент усиления по мощности больше 1. Устройства, усиливающие только ток или напряжение усилителями не являются. Принцип работы электронного усилителя основан на изменении активного или реактивного сопротивления электрической проводимости применённых в усилителе в активных электронных приборах в газах, вакууме и полупроводниках под воздействием сигнала малой мощности. Энергия необходимая для усиления мощности отбирается усилителем от источника его питания, обычно в качестве источника питания используются источники постоянного тока.
Исто́чник то́ка — в теории электрических цепей — представляет собой активный элемент с двумя зажимами (двухполюсник), ток которого не зависит от напряжения на его зажимах. Другими словами, идеальный источник тока — элемент, который даёт во внешнюю цепь ток, сила которого не зависит от сопротивления нагрузки. Электродвижущая сила и внутреннее сопротивление идеального источника тока равны бесконечности. Идеальный источник тока — это источник бесконечной мощности.
Ана́логовый компьютер или ана́логовая вычисли́тельная маши́на (АВМ) — вычислительная машина, которая представляет числовые данные при помощи аналоговых физических параметров, в чём и состоит его главное отличие от цифровой ЭВМ. Другим принципиальным отличием является отсутствие у АВМ хранимой программы, под управлением которой с помощью одной и той же вычислительной машины можно решать разнообразные задачи. Решаемая задача жёстко определяется внутренним устройством АВМ и выполненными настройками. Даже для универсальных АВМ для решения новой задачи требовалась перестройка внутренней структуры устройства.
Усили́тельный каска́д с о́бщей ба́зой — одна из трёх типовых схем построения электронных усилителей с применением биполярного транзистора.
Дифференциальный каскад, также дифференциальный усилитель, балансный каскад, параллельно-балансный каскад, каскад с катодными связями или каскад с эмиттерными связями — электронный усилительный каскад, образуемый симметричным включением двух схем с общим эмиттером, общим истоком или общим катодом. Эмиттеры дифференциальной пары активных приборов соединены и подключены к общему источнику стабильного тока. Выходными сигналами каскада служат непосредственно токи двух коллекторов или напряжения на подключённых к ним нагрузкам. Идеальный дифференциальный каскад усиливает только напряжение, приложенное между его входам, и не реагирует на общую составляющую входных напряжений — таким образом каскад подавляет усиление внешней электромагнитной помехи, действующей на оба входа одновременно.
То́ковый конве́йер — абстрактная модель универсального трёхвыводного электронного устройства обработки аналоговых сигналов в базисах токов и напряжений, идеализированный аналог транзистора. Два входа токового конвейера оперируют токами и напряжениями и передают ток на выход конвейера, обладающий бесконечно большим выходным сопротивлением. В теории устройства на токовых конвейерах способны выполнять все функции, выполняемые классическими операционными усилителями (ОУ) с обратной связью по напряжению, как правило — с лучшими показателями быстродействия, точности и с меньшим количеством внешних компонентов. На практике токовые конвейеры не смогли составить конкуренцию классическому ОУ и нашли лишь ограниченное применение. В 1988—2015 годы промышленность выпустила всего шесть интегральных схем этого класса. Наиболее массовой областью применения токового конвейера стали входные каскады быстродействующих операционных усилителей с токовой обратной связью. Эти усилители имеют практически неограниченную скорость нарастания выходного напряжения при частоте среза свыше 1 ГГц.
Операцио́нный усили́тель с то́ковой обра́тной свя́зью, реже трансимпедансный усилитель — электронный усилитель с двумя входами, инвертирующий вход которого, обычно используемый для отрицательной обратной связи, имеет низкое входное сопротивление и управляется током, а не напряжением, как это принято в классических операционных усилителях (ОУ) с дифференциальным входом.
Усили́тель Ли́на — первая практически работоспособная схема бестрансформаторного транзисторного усилителя мощности звуковой частоты (УМЗЧ). Разработан Хун-Чан Лином в 1956 году, массово применялся в серийных УМЗЧ 1960-х и первой половины 1970-х годов. В начале 1970-х годов конструкторы развили базовую схему Лина до так называемого модифицированного усилителя Лина — трёхкаскадного усилителя с дифференциальным входным каскадом и комплементарным двухтактным выходным каскадом. Во всех вариантах усилителя Лина усиление напряжения возложено на единственный биполярный транзистор, работающий в режиме c общим эмиттером, при этом опорным («нулевым») уровнем этого каскада служит одна из шин питания.
Параллельный усилитель (ПУ) тока, реже «бриллиантовый» повторитель или буфер — четырёхтранзисторный комплементарный эмиттерный повторитель, в котором каждый из двух входных транзисторов управляет выходным транзистором противоположного типа проводимости. Эмиттерные переходы входного и управляемого им выходного транзистора включены навстречу друг другу, поэтому сдвиг напряжения между входом и выходом не превышает нескольких десятков мВ. ПУ не требует схемотехнических мер по тепловой стабилизации тока покоя: достаточно лишь обеспечить тепловую связь между транзисторами. Недостаток базовой схемы ПУ — жёсткое ограничение выходного тока — может быть исправлен либо её усложнением, либо повышением токов покоя входных транзисторов.
NE5532, также выпускаемый под обозначениями SA5532, SE5532 и NG5532 — сдвоенный интегральный, полностью компенсированный операционный усилитель (ОУ), разработанный компанией Signetics и выпускаемый с 1979 года. NE5532 и его современник TL072 — первые интегральные ОУ, обеспечившие в профессиональной звуковой технике качество, сопоставимое с качеством дискретных транзисторных схем в режиме А. Благодаря низкому уровню шума и низким нелинейным искажениям, NE5532 быстро стал отраслевым стандартом в звукозаписи и постепенно вошёл в практику конструкторов бытовой аппаратуры. По утверждению Дугласа Селфа, «вероятно, не существует музыкальной записи, не прошедшей на пути к потребителю через хотя бы сотню 5532». Характеристики NE5532 оставались лучшими в отрасли в течение почти тридцати лет, до выпуска ОУ LM4562 в 2007 году.