1.8. Расчет эквивалентных сопротивлений линейных бесконечных цепей

Особую группу образуют задачи на расчет эквивалентных сопротивлений бесконечных цепей. Как правило, эти цепи симметричны и во многих случаях содержат одинаковые элементы (резисторы). Рассматриваемые задачи можно разбить на три группы:
 а) линейные (одномерные);
 б) плоскостные (двумерные);
 в) объемные (трехмерные).
 Эвристические приемы решения подобных задач просты и достаточно оригинальны. Причем последние два типа задач решаются только с помощью искусственного приема, содержание которого будет рассмотрено ниже.

Найдем эквивалентное сопротивление типичной линейной бесконечной цепи резисторов, состоящей из повторяющихся элементов (секций), в типичной задаче.
 Задача 1. Найдите эквивалентное сопротивление R каждый.


 Решение (типовое, алгоритм).
 Для нахождения эквивалентного сопротивления цепи необходимо выделить общую секцию, которая бесконечно повторяется. Вполне очевидно, что если отделить ее от цепи, то общее сопротивление этой цепи не изменится, т.к. число элементов (секций) бесконечно. В силу вышесказанного, выделив повторяющуюся секцию в цепи и заменив сопротивление, остальной цепи искомым сопротивлением R х , получим эквивалентную схему (рис.).

 Найдем сопротивление цепи, предварительно записав выражение для R х через R x . Опуская промежуточные выкладки, получим:

или

откуда получим ответ:

Рассмотрим еще одну подобную задачу.
 Задача 2. R каждый.


 Решение.
 Применим точно такой же прием, но с другой повторяющейся секцией (рис.).

После аналогичных расчетов получим:

Отсюда легко записать ответ:

Можно сформулировать более сложные задачи, решение которых сводится к рассмотренным выше алгоритмам.

 Задача 3. А и В бесконечной цепочки (рис.), которая состоит из одинаковых резисторов сопротивлением R каждый.


 Решение.
 Эквивалентное сопротивление цепи равно сопротивлению двух одинаковых и параллельно соединенных резисторов, сопротивления которых равны (см. решения задач 1 и 2):
справа

и слева

Тогда после простых расчетов легко получить ответ:

 Задача 4. Найдите эквивалентное сопротивление между точками А и В бесконечной цепочки (рис.), которая состоит из одинаковых резисторов сопротивлением R каждый.


 Решение.
 Эквивалентное сопротивление цепи равно сопротивлению двух одинаковых и параллельно соединенных резисторов сопротивлением

каждый (см. решение задачи 2).
 Отсюда легко получить ответ:

 Задача 5. Найдите эквивалентное сопротивление между точками А и В бесконечной цепочки (рис.), которая состоит из одинаковых резисторов сопротивлением R каждый.


 Решение.
 Эквивалентное сопротивление цепи равно сопротивлению четырех резисторов, соединенных между собой в цепь, которая изображена на рисунке.

 Сопротивление

(см. решения задач 1 и 2). Отсюда искомое эквивалентное сопротивление цепи между точками А и В :

 Задача 6. Найдите эквивалентное сопротивление между точками А и В бесконечной цепочки (рис.), которая состоит из одинаковых проволочных резисторов сопротивлением R каждый.


 Решение.
 Эквивалентная схема представлена на рисунке.

 Повторяющаяся секция состоит из четырех резисторов. Полное сопротивление цепи находим, полагая R AB = R х .
Опуская промежуточные выкладки, получим

или

откуда следует, что

Рассмотрим более трудную задачу, решение которой предполагает предварительное использование метода исключения пассивных элементов цепи.

 Задача 7. Найти эквивалентное сопротивление между точками А и В бесконечной цепочки (рис. а), которая состоит из одинаковых проволочных резисторов сопротивлением R каждый.


 Решение.
 Чтобы найти эквивалентное сопротивление цепи, необходимо сначала выделить общую секцию, которая бесконечно повторяется. Понятно, что если отделить ее от цепи, то общее сопротивление этой цепи не изменится. Выделить повторяющуюся секцию в рассматриваемой цепи можно, но заменить сопротивление остальной части цепи искомым сопротивлением R х нельзя, т.к. оставшаяся часть имеет четыре соединительных провода.
 Если посмотрим на каркас слева, то получим изображение цепи в перспективе, приведенное на рисунке б.

 Из симметрии этого рисунка видно, что потенциалы точек, обозначенных цифрой 1, одинаковы и равны потенциалам точек, обозначенных цифрой 2.
 Исключим из рассмотрения пассивные резисторы, соединяющие точки 1 и 2 (рис. в).

 Между точками С и D (рис. в) находится фигура, эквивалентное сопротивление которой равно искомому, т.к. цепь бесконечна.
 Обозначим искомое сопротивление через R х (рис. г)

И получим (аналогично решению задачи 1)

или

откуда следует, что

 Второй корень уравнения отрицательный и не имеет смысла. Окончательный результат:

При проверке катушек индуктивности омметром контролируется только отсутствие в них обрыва. Сопротивление однослойных катушек должно быть равно нулю, сопротивление многослойных катушек близко к нулю. Иногда в пас­портных данных аппарата указывается сопротивление многослойных катушек постоянному току и на его величину можно ориентироваться при их проверке. При обрыве катушки омметр показывает бесконеч­но большое сопротивление. Если катушка имеет отвод, нужно про­верить обе секции катушки, подключая омметр сначала к одному из крайних выводов катушки и к ее отводу, а затем-ко второму крайнему выводу и отводу.

11.6. Проверка низкочастотных дросселей и трансформаторов.

Как правило, в паспортных данных аппаратуры или в инструкциях по ее ремонту указываются значения сопротивлений обмоток постоян­ному току, которые можно использовать при проверке трансформа­торов и дросселей. Обрыв обмотки фиксируется по бесконечно большому сопротивлению между ее выводами. Если же сопротивле­ние значительно меньше номинального, это может указывать на на­личие короткозамкнутых витков. Однако чаще всего короткозамкнутые витки возникают в небольшом количестве, когда происходит за­мыкание между соседними витками, и сопротивление обмотки изменяется незначительно. Для проверки отсутствия короткозамкнутых витков можно поступить следующим образом. У трансформато­ра выбирается обмотка с наибольшим количеством витков, к одному из выводов которой подключается омметр с помощью зажима «кро­кодил». Ко второму выводу этой обмотки прикасаются слегка влаж­ным пальцем левой руки. Держа металлический наконечник второго щупа омметра правой рукой, подключают его ко второму выводу обмотки, не отрывая от него пальца левой руки. Стрелка омметра отклоняется от своего начального положения, показывая сопротивле­ние обмотки. Когда стрелка остановится, отводят правую руку с щу­пом от второго вывода обмотки. В момент разрыва цепи при исправ­ном трансформаторе чувствуется легкий удар электрическим током за счет ЭДС самоиндукции, возникающей при разрыве цепи. В связи с тем что энергия разряда мизерна, никакой опасности такая про­верка не представляет. При наличии короткозамкнутых витков в проверяемой обмотке или в других обмотках трансформатора ЭДС самоиндукции резко падает и электрического удара не ощущается. Омметр при этом нужно использовать на самом меньшем пределе измерения, который соответствует наибольшему току измерения.

11.7. Проверка диодов.

Полупроводниковые диоды характеризуются резко нелинейной вольтамперной характеристикой. Поэтому их пря­мой и обратный токи при одинаковом приложенном напряжении различны. На этом основана проверка диодов омметром. Прямое сопротивление измеряется при подключении плюсового вы­вода омметра к аноду, а минусового вывода-к катоду диода. У пробитого диода прямое и обратное сопротивления равны нулю. Если диод оборван, оба сопротивления бесконечно велики. Указать заранее значения прямого и обратного сопротивлений или их соотно­шение нельзя, так как они зависят от приложенного напряжения, а это напряжение у разных мультиметров и на разных пределах изме­рения различно. Тем не менее, у исправного диода обратное сопро­тивление должно быть больше прямого. Отношение обратного со­противления к прямому у диодов, рассчитанных на низкие обратные напряжения, велико (может быть более 100). У диодов, рассчитанных на большие обратные напряжения, это отношение оказывается не­значительным, так как обратное напряжение, приложенное к диоду омметром, мало по сравнению с тем обратным напряжением, на ко­торое диод рассчитан. Методика проверки стабилитронов и варикапов не отличается от изложенной. Как известно, если к диоду при­ложено напряжение, равное нулю, ток диода также будет равен нулю. Для получения прямого тока необходимо приложить к диоду какое-то пороговое небольшое напряжение. Любой омметр обеспечи­вает приложение такого напряжения. Однако если соединено после­довательно и согласно (в одну сторону) несколько диодов, пороговое напряжение, необходимое для отпирания всех диодов, увеличивается и может оказаться больше, чем напряжение на клеммах омметра. По этой причине измерить прямые напряжения диодных столбов или селеновых столбиков при помощи омметра оказывается невозможно.

Почти каждый радиолюбитель располагает в качестве измерительного прибора авометром — цифрового или стрелочного типа, в состав которого входит омметр. Однако не все начинающие радиолюбители знают, что омметром можно проверять почти все радиоэлементы: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, трансформаторы, диоды, тиристоры, транзисторы, некоторые микросхемы.

Проверка резисторов

Проверка постоянных резисторов производится омметром путем измерения их сопротивления и сравнения с номинальным значением, которое указано на самом резисторе и на принципиальной схеме аппарата. При измерении сопротивления резистора полярность подключения к нему омметра не имеет значения. Необходимо помнить, что действительное сопротивление резистора может отличаться по сравнению с номинальным на величину допуска.

При проверке переменных резисторов измеряется сопротивление между крайними выводами, которое должно соответствовать номинальному значению с учетом допуска и погрешности измерения, а также необходимо измерять сопротивление между каждым из крайних выводов и средним выводом. Эти сопротивления при вращении оси из одного крайнего положения в другое должны плавно, без скачков изменяться от нуля до номинального значения. При проверке переменного резистора, впаянного в схему, два из его трех выводов необходимо выпаивать

Проверка конденсаторов

В принципе конденсаторы могут иметь следующие дефекты: обрыв, пробой и повышенная утечка. Пробой конденсатора характеризуется наличием между его выводами короткого замыкания, то есть нулевого сопротивления. Поэтому пробитый конденсатор любого типа легко обнаруживается омметром путем проверки сопротивления между его выводами. Конденсатор не пропускает постоянного тока, его сопротивление постоянному току, которое измеряется омметром, должно быть бесконечно велико.

Однако имеется большая группа конденсаторов, сопротивление утечки которых сравнительно невелико. К ней относятся все полярные конденсаторы, которые рассчитаны на определенную полярность приложенного к ним напряжения, и эта полярность указывается на их корпусах. При измерении сопротивления утечки этой группы конденсаторов необходимо соблюдать полярность подключения омметра (плюсовой вывод омметра должен присоединяться к плюсовому выводу конденсатора), в противном случае результат измерения будет неверным.

К этой группе конденсаторов в первую очередь относятся все электролитические конденсаторы КЭ, КЭГ, ЭГЦ, ЭМ, ЭМИ, К50, ЭТ, ЭТО, К51, К52 и оксидно-полупроводниковые конденсаторы К53. Сопротивление утечки исправных конденсаторов этой группы должно быть не менее 100 кОм, а конденсаторов ЭТ, ЭТО, К51, К.52 и К53- не менее 1 МОм. При проверке конденсаторов большой емкости нужно учесть, что при подключении омметра к конденсатору, если он не был заряжен, начинается его зарядка, и стрелка омметра делает бросок в сторону нулевого значения шкалы. По мере зарядки стрелка движется в сторону увеличения сопротивлений.

Чем больше емкость конденсатора, тем медленнее движется стрелка. Отсчет сопротивления утечки следует производить только после того, как она практически остановится. При проверке конденсаторов емкостью порядка 1000 мкФ на это может потребоваться несколько минут. Внутренний обрыв или частичная потеря емкости конденсатором не могут быть обнаружены омметром, для этого необходим прибор, позволяющий измерять емкость конденсатора. Однако обрыв конденсатора емкостью более 0,2 мкФ может быть обнаружен омметром по отсутствию начального скачка стрелки во время зарядки.

Следует заметить, что повторная проверка конденсатора на обрыв по отсутствию начального скачка стрелки может производиться только после снятия заряда, для чего выводы конденсатора нужно замкнуть на короткое время. Конденсаторы переменной емкости проверяются омметром на отсутствие замыканий. Для этого омметр подключается к каждой секции агрегата и медленно поворачивается ось из одного крайнего положения в другое. Омметр должен показывать бесконечно большое сопротивление в любом положении оси,

Проверка катушек индуктивности

При проверке катушек индуктивности омметром контролируется только отсутствие в них обрыва. Сопротивление однослойных катушек должно быть равно нулю, сопротивление многослойных катушек близко к нулю. Иногда в паспортных данных аппарата указывается сопротивление многослойных катушек постоянному току и на его величину можно ориентироваться при их проверке. При обрыве катушки омметр показывает бесконечно большое сопротивление. Если катушка имеет отвод, нужно проверить обе секции катушки, подключая омметр сначала к одному из крайних выводов катушки и к ее отводу, а затем - ко второму крайнему выводу и отводу.

Проверка низкочастотных дросселей и трансформаторов. Как правило, в паспортных данных аппаратуры или в инструкциях по ее ремонту указываются значения сопротивлений обмоток постоянному току, которые можно использовать при проверке трансформаторов и дросселей. Обрыв обмотки фиксируется по бесконечно большому сопротивлению между ее выводами. Если же сопротивление значительно меньше номинального, это может указывать на наличие короткозамкнутых витков.

Однако чаще всего короткозамкнутые витки возникают в небольшом количестве, когда происходит замыкание между соседними витками, и сопротивление обмотки изменяется незначительно. Для проверки отсутствия короткозамкнутых витков можно поступить следующим образом. У трансформатора выбирается обмотка с наибольшим количеством витков, к одному из выводов которой подключается омметр с помощью зажима “крокодил”. Ко второму выводу этой обмотки прикасаются слегка влажным пальцем левой руки.

Держа металлический наконечник второго щупа омметра правой рукой, подключают его ко второму выводу обмотки, не отрывая от него пальца левой руки. Стрелка омметра отклоняется от своего начального положения, показывая сопротивление обмотки. Когда стрелка остановится, отводят правую руку с щупом от второго вывода обмотки. В момент разрыва цепи при исправном трансформаторе чувствуется легкий удар электрическим током за счет ЭДС самоиндукции, возникающей при разрыве цепи.

В связи с тем, что энергия разряда мизерна, никакой опасности такая проверка не представляет. При наличии короткозамкнутых витков в проверяемой обмотке или в других обмотках трансформатора ЭДС самоиндукции резко падает и электрического удара не ощущается. Омметр при этом нужно использовать на самом меньшем пределе измерения, который соответствует наибольшему току измерения.

Проверка диодов

Полупроводниковые диоды характеризуются резко нелинейной вольтамперной характеристикой. Поэтому их прямой и обратный токи при одинаковом приложенном напряжении различны. На этом основана проверка диодов омметром. Прямое сопротивление измеряется при подключении плюсового вывода омметра к аноду, а минусового вывода - к катоду диода. У пробитого диода прямое и обратное сопротивления равны нулю. Если диод оборван, оба сопротивления бесконечно велики.

Указать заранее значения прямого и обратного сопротивлений или их соотношение нельзя, так как они зависят от приложенного напряжения, а это напряжение у разных авометров и на разных пределах измерения различно. Тем не менее у исправного диода обратное сопротивление должно быть больше прямого. Отношение обратного сопротивления к прямому у диодов, рассчитанных на низкие обратные напряжения, велико (может быть более 100). У диодов, рассчитанных на большие обратные напряжения, это отношение оказывается незначительным, так как обратное напряжение, приложенное к диоду омметром, мало по сравнению с тем обратным напряжением, на которое диод рассчитан.

Методика проверки стабилитронов и варикапов не отличается от изложенной. Как известно, если к диоду приложено напряжение, равное нулю, ток диода также будет равен нулю. Для получения прямого тока необходимо приложить к диоду какое-то пороговое небольшое напряжение. Любой омметр обеспечивает приложение такого напряжения. Однако если соединено последовательно и согласно (в одну сторону) несколько диодов, пороговое напряжение, необходимое для отпирания всех диодов, увеличивается и может оказаться больше, чем напряжение на клеммах омметра. По этой причине измерить прямые напряжения диодных столбов или селеновых столбиков при помощи омметра оказывается невозможно.

Проверка тиристоров

Неуправляемые тиристоры (динисторы) могут быть проверены таким же образом, как диоды, если напряжение отпирания динистора меньше напряжения на клеммах омметра. Если же оно больше, диннстор при подключении омметра не отпирается и омметр в обоих направлениях показывает очень большое сопротивление. Тем не менее, если диннстор пробит, омметр это регистрирует нулевыми показаниями прямого и обратного сопротивлений.

Для проверки управляемых тиристоров (тринисторов) плюсовой вывод омметра подключается к аноду тринистора, а минусовой вывод - к катоду. Омметр при этом должен показывать очень большое сопротивление, почти равное бесконечному. Затем замыкают выводы анода и управляющего электрода тринистора, что должно приводить к резкому уменьшению сопротивления, так как тринистор отпирается. Если после этого отключить управляющий электрод от анода, не разрывая цепи, соединяющей анод тринистора с омметром, для многих типов тринисторов омметр будет продолжать показывать низкое сопротивление открытого тринистора.

Это происходит в тех случаях, когда анодный ток тринистора оказывается больше так называемого тока удержания. Тринистор остается открытым обязательно, если анодный ток больше гарантированного тока удержания. Это требование является достаточным, но не необходимым. Отдельные экземпляры тринисторов одного и того же типа могут иметь значения тока удержания значительно меньше гарантированного. В этом случае тринистор при отключении управляющего электрода от анода остается открытым. Но если при этом тринистор запирается и омметр показывает большое сопротивление, нельзя считать, что тринистор неисправен.

Проверка транзисторов

Эквивалентная схема биполярного транзистора представляет собой два диода, включенных навстречу один другому. Для p-n-р транзисторов эти эквивалентные диоды соединены катодами, а для n-p-n транзисторов - анодами. Таким образом, проверка транзистора омметром сводится к проверке обоих р-n переходов транзистора: коллектор - база и эмиттер - база. Для проверки прямого сопротивления переходов p-n-р транзистора минусовой вывод омметра подключается к базе, а плюсовой вывод омметра - поочередно к коллектору и эмиттеру. Для проверки обратного сопротивления переходов к базе подключается плюсовой вывод омметра.

При проверке n-р-n транзисторов подключение производится наоборот: прямое сопротивление измеряется при соединении с базой плюсового вывода омметра, а обратное сопротивление - при соединении с базой минусового вывода. При пробое перехода его прямое и обратное сопротивления оказываются равными нулю. При обрыве перехода его прямое сопротивление бесконечно велико. У исправных маломощных транзисторов обратные сопротивления переходов во много раз больше их прямых сопротивлений. У мощных транзисторов это отношение не столь велико, тем не менее, омметр позволяет их различить.

Из эквивалентной схемы биполярного транзистора вытекает, что с помощью омметра можно определить тип проводимости транзистора и назначение его выводов (цоколевку). Сначала определяют тип проводимости и находят вывод базы транзистора. Для этого один вывод омметра подключают к одному выводу транзистора, а другим выводом омметра касаются поочередно двух других выводов транзистора. Затем первый вывод омметра подключают к другому выводу транзистора, а другим выводом омметра касаются свободных выводов транзистора. Затем первый вывод омметра подключают к третьему выводу транзистора, а другим выводом касаются остальных.

После этого меняют местами выводы омметра и повторяют указанные измерения. Нужно найти такое подключение омметра, при котором подключение второго вывода омметра к каждому из двух выводов транзистора, не подключенных к первому выводу омметра, соответствует небольшому сопротивлению (оба перехода открыты).

Тогда вывод транзистора, к которому подключен первый вывод омметра, является выводом базы. Если первый вывод омметра является плюсовым, значит, транзистор относится к n-p-n проводимости, если — минусовым, значит, p-n-р проводимости. Теперь нужно определить, какой из двух оставшихся выводов транзистора является выводом коллектора.

Для этого омметр подключается к этим двум выводам, база соединяется с плюсовым выводом омметра при n-р-n транзисторе или с минусовым выводом омметра при р-n-р транзисторе и замечается сопротивление, которое измеряется омметром. Затем выводы омметра меняются местами, (база остается подключенной к тому же выводу омметра, что и ранее) и вновь замечается сопротивление по омметру. В том случае, когда сопротивление оказывается меньше, база была соединена с коллектором транзистора. Полевые транзисторы проверять не рекомендуется.

Проверка микросхем

При помощи омметра можно производить проверку тех микросхем, которые представляют собой набор диодов или биполярных транзисторов. Таковы, например, диодные сборки и матрицы КДС111, КД906 и микросхемы К159НТ, К198НТ и другие.

Проверка диода, транзистора производится по уже описанной методике. Если неизвестно назначение выводов сборки или микросхемы, оно также может быть определено, хотя из-за наличия нескольких транзисторов в одном корпусе приходится проводить более громоздкие измерения. При этом нужно установить систему подключения омметра к выводам, чтобы выполнить все возможные комбинации.

Термин "операционный усилитель" ранее применялся для усилителей постоянного тока с большим коэффициентом усиления и малым дрейфом, выполненных на электронных лампах и позднее на дискретных транзисторах. Такие усилители служили основой аналоговых ЭВМ, весьма эффективных для решения операторных уравнений высоких порядков. В настоящее время операционным усилителем (ОУ) называют интегральную микросхему, имеющую дифференциальный вход (U+ и U-) и выполняющую функцию Uвых = К * (U+ - U-) , где К - собственный коэффициент усиления. Схемотехнически они обычно выполняются по схеме прямого усиления с дифференциальными входами, двухтактным выходом, и рассчитаны на двуполярное симметричное питание (хотя используется и однополярное).
Кроме двух входов, выхода и выводов питания, ОУ может также иметь выводы для балансировки, коррекции, программирования (задания определенных параметров величиной управляющего тока).
В идеальном случае ОУ должен иметь бесконечный коэффициент усиления по напряжению, бесконечно большое входное и бесконечно малое выходное сопротивления, бесконечно большую амплитуду выходного сигнала, бесконечно большой диапазон усиливаемых частот. Параметры ОУ не должны зависеть от внешних факторов, напряжения питания и температуры. При соблюдении этих условий передаточная характеристика ОУ, охваченного отрицательной обратной связью (ООС) точно соответствует передаточной характеристике цепи ООС и не зависит от параметров самого усилителя. Именно на этом постулате основывается все бесконечное разнообразие схемных решений по применению ОУ.
Реальные ОУ, естественно, имеют характеристики отличные от идеальных. Поскольку схемотехнически и технологически спроектировать ОУ с хорошим приближением к идеальным всех параметров одновременно невозможно, проектировщики вынуждены идти на компромисс, отдавая предпочтение в каждом конкретном случае только одному - двум ключевым параметрам. Отсюда возникает довольно четкая классификация выпускаемых ОУ. В зависимости от поставленной задачи, оптимизированы могут быть следующие параметры:

*ОУ, относящиеся к этому классу, большей частью имеют на входе полевые транзисторы, которые обладают значительной зависимостью обратных токов от температуры. Отсюда, входной ток таких ОУ может увеличиваться на порядок и более при изменении температуры от 25°C до Tmax.

- Напряжение смещения (Input Offset Voltage), Uсм. - дифференциальное (между входами) напряжение, необходимое для того, чтобы выходное напряжение ОУ стало равно нулю. Появление напряжения смещения связано с технологическими отклонениями при изготовлении ОУ, в результате чего в схеме возникает некоторая разбалансировка. Последняя приводит к тому, что при нулевом входном сигнале ОУ и соединении между собой входов, из-за большого коэффициента усиления ОУ, схема входит в насыщение, и напряжение на выходе становится близким к напряжению питания; - Температурный дрейф напряжения смещения (Offset Voltage Drift) , измеряется в мкВ/oС. Показывает зависимость напряжения смещения от температуры; - Временной дрейф напряжения смещения , характеризующийся коэффициентом долговременной стабильности (Long Term Stability), измеряемый в мкВ/месяц; - Коэффициент усиления по напряжению (Open-Loop Gain), K - динамический параметр-отношение приращения выходного напряжения

к вызвавшему его приращению дифференциального входного напряжения в схеме без обратной связи. Широко используется также статический коэффициент усиления при большом сигнале (Large-Signal Voltage Gain) - отношение максимального значения выходного напряжения к вызывающему его значению входного напряжения. Измеряется в ненормированных единицах, децибелах (дБ) или В/мВ; - Коэффициент ослабления синфазного сигнала (Common Mode Rejection Ratio-CMRR), Косс - отношение приращений синфазного и дифференциального входных напряжений, вызывающих одинаковое приращение выходного напряжения. Говоря проще, ОУ должен усиливать только разность входных напряжений, независимо от их абсолютной величины. Насколько это не так и показывает CMRR. Измеряется в децибелах (дБ); - Коэффициент влияния нестабильности источников питания (Power Supply Ripple Rejection - PSRR), Книп - отношение изменения напряжения питания к вызванному им изменению напряжения смещения. Измеряется в децибелах (дБ).

- Граничная частота усиления, Fгр - значение частоты, при котором коэффициент усиления ОУ по напряжению уменьшается на 3 дБ относительно значения на средних частотах. Используется также частота единичного усиления (Unity Gain Bandwidth) - значение частоты, соответствующей падению коэффициента усиления ОУ до единицы; - Максимальная скорость нарастания выходного напряжения (Slew Rate) , Uвых определяется при подаче на вход ОУ прямоугольного импульса как отношение приращения выходного напряжения к времени, за которое произошло это приращение. Измеряется в В/мкс. Uвых зависит от многих факторов - коэффициента усиления усилителя с ООС, параметров цепей

частотной коррекции, направления изменения выходного напряжения. Наименьшая скорость нарастания выходного напряжения получается при единичном усилении, поэтому это значение и приводят в справочных данных. С конечным значением скорости нарастания связано также убывание максимальной амплитуды выходного напряжения усилителя с ростом частоты входного сигнала; - Время установления (Settling Time), tуст - время, необходимое для достижения выходным сигналом расчетного значения с точностью до 0,1% (или другой, оговоренной).

*Следует отметить, что критерии достижения минимального энергопотребления противоречат критериям достижения максимального быстродействия, поэтому микромощные ОУ, как правило, имеют более, чем скромные скоростные параметры и наоборот. Необходимость минимизации энергопотребления объясняется требованиями к устройствам с батарейным питанием. В связи с этим, подавляющее большинство микромощных ОУ имеют к тому же пониженное напряжение питания. Плюс к этому - возможность работы от однополярного источника питания.
При небольшом напряжении питания <потеря> даже одного вольта, как разницы между напряжением питания и достижимым напряжением на выходе, представляется слишком расточительной. Поэтому большинство современных ОУ этого класса обладают возможностью достижения выходным сигналом полного размаха выходного напряжения в пределах напряжения питания. Такая способность называется R/R (Rail-to-Rail) выходом. Аналогично существуют и R/R входы.

Шумовые параметры ОУ в значительной степени определяют минимальный допустимый уровень входных сигналов и, в общем случае, шумы присущи всем ОУ во всех классах. В данном случае мы рассматриваем усилители для аудио применений и дополнительно приводим другие параметры, влияющие на качество передачи звукового сигнала.
* Отражение объективных характеристик ОУ не дает, к сожалению, полного впечатления об его <музыкальности>. При прочих равных условиях, одни усилители будут звучать субъективно лучше, другие хуже. Видимо, это находится за гранью измеряемых и описываемых параметров, хотя закономерности здесь, конечно, очевидны. По опыту многих любителей High-End, непревзойденным с точки зрения музыкальности является OP275 фирмы Analog Devices.

Такие усилители разрабатываются для непосредственного управления нагрузкой, и львиная их доля предназначена для работы в качестве УНЧ.

- Выходная мощность (Power Output), Рвых (Вт) - долговременная мощность, которую усилитель способен передавать в нагрузку без ухудшения оговоренных параметров. Обычно оговаривается допустимая величина нелинейных искажений и сопротивление нагрузки; - Выходной ток (Output Current), Iвых (А) - максимальный выходной ток, передаваемый в нагрузку. Часто приводится значение максимального импульсного тока, который может выдаваться в нагрузку лишь кратковременно;

- Выходное сопротивление (Output Resistance), Rвых - динамическое сопротивление без ООС. При использовании ООС, выходное сопротивление, в зависимости от типа связи, становится пренебрежимо малым или большим, в связи с чем, большее значение имеет максимальный выходной ток или минимально допустимое сопротивление нагрузки (Ом); - Иногда специально указывается ток при коротком замыкании выхода (большинство ОУ имеют схему ограничения тока короткого замыкания).

В ряде случаев к параметрам ОУ не предъявляется особых требований. Тогда на первое место выходят экономические соображения. Как известно, цены на микросхемы в значительной степени зависят от массовости их выпуска. Применяя стандартные микросхемы, можно быть уверенным в их дешевизне и доступности.
Мы рекомендуем следующие типы ОУ общего назначения: одиночные - uA741, сдвоенные - LM358 и счетверенные - LM324. Эти усилители обладают сбалансированными параметрами и чрезвычайной распространенностью. В каждом из вышерассмотренных классов ОУ тоже есть определенные <лидеры> с экономической точки зрения. Так, в классе прецизионных ОУ, самым доступным является OP07; среди ОУ с высоким входным сопротивлением - серия TL071/2/4 - TL081/2/4; из микромощных можно рекомендовать TL061/2/4; из аудио - NE5532/34; недорогими быстродействующими (до определенной степени) можно считать OP27/37 или LF357.

В заключение стоит отметить, что столь краткий обзор не охватывает огромного числа интересных разновидностей ОУ, например