Расчет усилителя: Расчёт усилительного каскада на транзисторе по схеме с общим эмиттером (ОЭ)

Микроэлектронные устройства СВЧ

Микроэлектронные устройства СВЧ

Микроэлектронные устройства СВЧ/ Н. Т. Бова, Ю. Г. Ефpeмoв, В. В. Конин и др. К.: Техника, 1984. — 184с. Рассмотрены методы проектирования и расчета новых пассивных и активных схем: сумматоров мощности, направленных ответвителей, избирательных устройств, анодных смесителей, малошумящих усилителей, ограничителей мощности, управляемых аттенюаторов и фазовращателей, которые выполнены на перспективных активных элементах и линиях передачи (микрополосковой, щелевой, копланарной и с полупроводниковой подложкой). Предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием разработкой и эксплуатацией микроэлектронной аппаратуры, а также может быть полезна студентам вузов соответствующих специальностей. Оглавление ВВЕДЕНИЕ Главв 1. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ГИБРИДНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ 1. ПОНЯТИЕ ГИБРИДНОЙ ИНТЕГРАЛЬНОЙ СХЕМЫ СВЧ 2. ОСНОВНЫЕ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧ ГИС СВЧ 3. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ЛИНИЙ Главв 2. УСТРОЙСТВА ДЕЛЕНИЯ (СУММИРОВАНИЯ) МОЩНОСТИ СВЧ 1. ПРИМЕНЕНИЕ ДЕЛИТЕЛЕЙ (СУММАТОРОВ) МОЩНОСТИ 2. ЭЛЕМЕНТЫ МНОГОКАНАЛЬНЫХ ДЕЛИТЕЛЕЙ 3. МНОГОКАНАЛЬНЫЕ ДЕЛИТЕЛИ. АЛГОРИТМЫ РАСЧЕТА МНОГОКАНАЛЬНЫХ ДЕЛИТЕЛЕЙ 4. ЧЕТЫРЕХКАНАЛЬНЫЕ ДЕЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ 5. ДЕЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ НА 64 КАНАЛА 6. ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЕЛИТЕЛЕЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ИЗ МОСТОВЫХ УСТРОЙСТВ 7. РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДЕЛИТЕЛЕЙ (СУММАТОРОВ) МОЩНОСТИ Глава 3. ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА 1. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИЗБИРАТЕЛЬНЫМ УСТРОЙСТВАМ И ИХ ПАРАМЕТРЫ 2. АППРОКСИМАЦИЯ ФУНКЦИЙ РАБОЧЕГО ЗАТУХАНИЯ 3. РАСЧЕТ ТОПОЛОГИЙ ФИЛЬТРОВ 4. АНАЛИЗ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК Глава 4. СМЕСИТЕЛИ 1. ПАРАМЕТРЫ СМЕСИТЕЛЕЙ И ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К НИМ 2. ВЫБОР АКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 3. СХЕМЫ СМЕСИТЕЛЕЙ 4. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СМЕСИТЕЛЕЙ 5. СМЕСИТЕЛИ НА КОМБИНАЦИЯХ ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧ 6. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ И ЭКСПЕРИМЕНТОВ Глава 5. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА 1. ТРЕБОВАНИЯ К МАЛОШУМЯЩИМ УСИЛИТЕЛЯМ СВЧ И ИХ ПАРАМЕТРЫ 2. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТРАНЗИСТОРА 4. РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЕЙ 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭВМ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ УСИЛИТЕЛЕЙ 6. ТОПОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ МИКРОЭЛЕКТРОННЫХ СВЧ УСИЛИТЕЛЕЙ 7. МНОГОКАСКАДНЫЕ УСИЛИТЕЛИ 8. ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ НА РАБОТУ УСИЛИТЕЛЕЙ С ПТ Глава 6. УСТРОЙСТВА, УПРАВЛЯЮЩИЕ МОЩНОСТЬЮ 2. УПРАВЛЯЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АППАРАТ ДЛЯ РАСЧЕТА УСТРОЙСТВ НА СОСРЕДОТОЧЕННЫХ ЭЛЕМЕНТАХ 4. УСТРОЙСТВА НА СОСРЕДОТОЧЕННЫХ УПРАВЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТАХ 5. УСТРОЙСТВА НА ЭЛЕМЕНТАХ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ Глава 7. ФАЗОВРАЩАТЕЛИ 1. ПАРАМЕТРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ФАЗОВРАЩАТЕЛЕЙ 2. СХЕМЫ ФАЗОВРАЩАТЕЛЕЙ И АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК ФАЗОВРАЩАТЕЛЯ С НАПРАВЛЕННЫМ ОТВЕТВИТЕЛЕМ Глава 8. ОГРАНИЧИТЕЛИ МОЩНОСТИ 1. ПАРАМЕТРЫ ОГРАНИЧИТЕЛЕЙ МОЩНОСТИ 2. ОГРАНИЧИТЕЛЬНЫЕ ДИОДЫ 3. СХЕМЫ ОГРАНИЧИТЕЛЕЙ МОЩНОСТИ И ИХ РАСЧЕТ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

4.2 Расчет основных параметров усилителя на биполярных транзисторах

Основными параметрами усилителя принято считать:

• коэффициент усиления по напряжению К_и;

• коэффициент усиления по току К_i;

• входное сопротивление усилителя R_вх;

• выходное сопротивление усилителя R

  _вык.

Названные параметры, как правило, рассчитываются на средних частотах, т. е. в полосе пропускания усилителя, когда влиянием всех реактивных элементов схемы можно пренебречь, поскольку в полосе пропускания коэф­фициент усиления К₀ усилителя должен оставаться неизменным, как показа­но на рис. 13. Здесь f_н и f_в — нижняя и верхняя граничные частоты усиления усилителя, а — полоса пропускания усилителя.

Вне полосы частот пропускания усилителя его параметры К_и, К_i, R_вх, R_вых приобретают комплексный характер, т.е. становятся частотнозависимыми. Для расчета параметров транзисторного усилителя вне полосы пропуска­ния необходимо учесть инерционные свойства транзистора включением в эк­вивалентную схему транзистора емкостей коллекторного и эмиттерного пе­реходов, а также реактивные элементы схемы усилителя (конденсаторы, ка­тушки индуктивности, реактивный характер нагрузки).

Последовательность расчета следующая:

1. Составляют эквивалентную электрическую схему усилителя. При этом рекомендуется воспользоваться табл. 2.

2. Рассчитывают основные параметры К_и, К_i, R_вх, R_вых для каждого каскада усилителя по составленной эквивалентной схеме. Для упрощения расче­тов можно воспользоваться формулами табл. 6 как в точном, так и в прибли­женном виде.

При расчетах необходимо учитывать, что входное сопротивление R_BXследующего (n+1) каскада является сопротивлением нагрузки R_H предыдущего n-го каскада. При этом выходное сопротивление n-го каскада является со­противлением R_г (R_c) источника сигнала для последующего (n+1) каскада. Сказанное можно выразить следующим образом:

При расчетах полезно воспользоваться структурным представлением усилителя в виде последовательно соединенных «черных ящиков», как показано на рис. 14, что позволяет избежать ошибок и наглядно, в целом, пред­ставить процесс расчета, не теряясь в мелких деталях.

Рассчитывают коэффициенты всего усилителя по формулам:

Входное и выходное сопротивления усилителя определяются соответствующими сопротивлениями входного и выходного каскадов.

1. Р ассчитать основные параметры усилительного каскада с емкостной связью, схема которого приведена на рис. 15. Параметры транзистора: h₁₁=1кОм, h₂₁=50, h₁₂=5*10^-4, h₂₂=10^-5См. Посколь­ку мы рассматриваем только параметры транзистора для схемы включения с об­щим эмиттером, то здесь и ниже в индексах параметров букву «э» будем опускать. Параметром h₁₂ — пренебрега­ем.

Составим эквивалентную электриче­скую схему каскада для всего рабочего диапазона усилителя, пользуясь табл. 2, учитывая как емкости p—n-переходов транзистора, так и емкость нагрузки. Введем обозначения: С₁₁ — входная ем­кость транзистора или емкость эмиттерного p—n-перехода, Со — суммарная емкость выходной цепи каскада, равная:

г де С₂₂ — выходная емкость транзистора или емкость коллекторного p—n-ерехода, С_м — емкость монтажа, С_н — емкость нагрузки. Транзистор включен по схеме с общим эмиттером (рис. 16).

Удобно проводить расчет усилителя отдельно для областей нижних, средних и верхних частот. Для каждой области составляется своя эквива­лентная электрическая схема, по которой и рассчитываются параметры уси­лителя.

Так в области нижних частот необходимо учесть, что величины ем­костей С₁₁ и Со невелики и при низких частотах сопротивление этих конден­саторов гораздо больше, чем параллельно включенные им резисторы R₆, h₁₁ и R_K, R_Н соответственно. Поэтому влиянием этих емкостей на работу схемы можно пренебречь (рис. 17).

Номиналы емкостей С_р1 и С_р2 достаточно велики (~мкФ), поэтому их сопротивления в области верхних частот становятся очень малыми и ими при расчетах каскада в данной области можно пренебречь. Соответственно уменьшается и сопротивление емкостей С₁₁ и С

₀. Эти конденсаторы начина­ют шунтировать включенные параллельно им резисторы R₆, h₁₁ и R_Н соответственно. Следовательно, в области верхних частот необходимо учитывать влияние емкостей p—n-переходов и емкости нагрузки на работу усилителя (рис. 18). В следующих примерах эквивалентная электрическая схема усили­теля в области верхних частот приводиться не будет.

Учитывая, что мы рассчитываем основные параметры каскада в облас­ти средних частот, где коэффициенты усиления по току и напряжению не за­висят от частоты (см. рис.13), то всеми реактивными элементами в схеме за­мещения можно пренебречь. Тогда эквивалентная электрическая схема уп­рощается (рис. 19).

Используем полученные результаты для проведения расчетов. Из схемы замещения видно, что входное сопротивление каскада в данном случае будет равно параллельному соединению резисторов

R₆ и h₁₁:

.

Сопротивление нагрузки равно параллельному соединению резисторов:

Теперь можно рассчитать коэффициенты усиления каскада по напряжению и току. Поскольку в данной схеме отсутствует сопротивление генера­тора, которое может понадобиться для дальнейших расчетов, то обычно в та­ких случаях его принимают равным R_г=60 Ом. В аналоговой электронике чаще имеют дело с усилителями напряжения, поэтому в качестве источника сигнала используется генератор напряжения. В эквивалентной электрической схеме замещения сопротивление генератора по отношению к транзистору или параметру h₁₁ будет включено последовательно (рис. 20, а).

С другой стороны, биполярные транзисторы управляются током, по­этому генератор напряжения можно заменить эквивалентным ему генерато­ром тока. Тогда сопротивление по отношению к резистору R₆ и входному сопротивлению транзистора h₁₁ будет включено параллельно (рис. 20, б).

Относительно входного сопротивления транзистора все внешние резисторы в эквивалентной схеме можно считать сопротивлением генератора, поэтому их можно заменить одним эквивалентным сопротивлением R_гэкв (рис. 20, в).

В данном случае R_гэкв равно параллельному соединению резисторов R_гR_Б:

Таким образом, когда параллельно включенные сопротивления отличаются по величине более чем на порядок, то результирующее сопротивление можно приблизительно считать равным меньшему из них. Тогда коэф­фициенты усиления будут равны:

Если учитывать ток, протекающий только по резистору нагрузки R_Н, т. е. учитывать только полезную мощность, отдаваемую в нагрузку, то коэф­фициент усиления по току будет равен:

Выходное сопротивление каскада будет равно параллельному соединению выходного сопротивления транзистора и резистора R_K:

2. Рассчитать основные параметры усилительного каскада, схема кото­рого приведена на рис. 21.

П араметры транзистора: h₁₁ = 800 Ом, h₂₁=48, h₁₂=5* 10^-4, h₂₂=8*10^-5См. Прежде всего, составим соответст­вующую эквивалентную электрическую схему. Параметром h₁₂ пренебре­гаем, как и в предыдущем примере. Поскольку схема не содержит реактив­ных элементов, то сразу составляем эквивалентную схему для области сред­них частот. Транзистор включен по схеме с общим эмиттером, причем в данном каскаде используется последовательная отрицательная обратная связь (ООС), которая увеличивает входное и выходное со­противление транзистора в (1+ h₂₁) раз, поэтому эмиттерный резистор включен во входную и выходную цепи (рис. 22).

Т огда входное сопротивление каскада будет равно:

Нагрузкой транзистора является параллельное соединение резисторов R_K и R_H, обозначим его R_h1.

Рассчитав нагрузку усилительного каскада, можно определить коэффициенты усиления по напряжению и току, пользуясь формулами табл. 6:

При расчете коэффициента усиления по напряжению мы учли, что во входной цепи каскада стоит сопротивление генератора и что входное сопротивление транзистора не просто h₁₁, а увеличилось из-за ООС.

Следует также иметь в виду, что мы рассчитали общий коэффициент усиления транзистора по току. Однако из эквивалентной электрической схе­мы следует, что в сопротивление нагрузки R_н передается только часть тока транзистора и электрической мощности, которая собственно и является полезной. Если это учесть, то коэффициент усиления по току именно в нагрузке будет:

Теперь рассчитаем выходное сопротивление каскада. Из эквивалентной электрической схемы следует, что оно равно параллельному соединению резисторов R_к и 1/h₂₂:

Однако мы не учли, что в каскаде имеется последовательно-последовательная ООС, которая увеличивает выходное сопротивление транзистора. Если учесть этот момент, то выходное сопротивление транзистора уже будет равно не 1/h₂₂, а:

Тогда выходное сопротивление всего каскада будет равно также параллельному сопротивлению резистора R_к и выходному сопротивлению транзи­стора, т. е.:

Таким образом, выходное сопротивление усилительного каскада практически равно сопротивлению резистора в коллекторной цепи R_к.

3 . Рассчитать основные параметры усилительного каскада, схема которого приведена на рис. 23.

Параметры транзистора: h₁₁=1 кОм, h₂₁=50, h₂₂=10^-5См. Параметром h₁₂ пре­небрегаем. Как и в предыдущем примере, составляем эквивалентную электриче­скую схему каскада, пользуясь табл. 2. Транзистор включен по схеме с общим эмиттером. Полная эквивалентная схема замещения данного каскада с учетом всех элементов схемы представлена на Рис. 24.

Учитывая то, что мы по-прежнему проводим расчет усилительного каскада в области средних частот, где коэффициенты усиления являются частотнонезависимыми, разделительными емкостями С_р1 и С_р2 можно пренеб­речь. Следует также учесть, что емкость С_э в цепь эмиттера ставится для то­го, чтобы шунтировать резистор и исключить ООС по переменному току, которая была в примере 2. Для этого величину конденсатора С_э подбирают такой, чтобы его сопротивление на нижней граничной частоте пропускания усилителя f_H было в 10 раз меньше, чем сопротивление резистора R_Э.

Например, допустим, мы рассчитываем усилитель низкой частоты с полосой пропускания 1 кГц 20 кГц, т.е.f_н =1000 Гц. Тогда:

Таким образом, чтобы исключить ООС по переменному току нам необходимо в цепь эмиттера поставить конденсатор емкостью 1,59 мкФ. Из стан­дартного ряда емкостей выбираем ближайший номинал емкости 1,5 мкФ. В результате сделанных допущений и расчетов наша схема замещения упроща­ется (рис. 25):

Далее расчет проводится как и в предыдущих примерах. Входное сопротивление каскада будет равно параллельному сопротивлению входного сопротивления транзистора h₁₁ и сопротивления делителя R_D, где R_D — это параллельное соединение резисторов R₁ и R₂:

Нагрузкой транзистора R_h1 является параллельное соединение резисторов R_K и R_h:

Эквивалентное сопротивление генератора R_ГЭКВ, как и в примере 1, равно параллельному соединению R_Г=60 Ом и R_d:

Тогда коэффициенты усиления по напряжению и току будут:

Если учитывать ток, протекающий только по сопротивлению нагрузки R_h, т. е. учитывать только полезную мощность отдаваемую в нагрузку, то коэффициент усиления по току будет равен:

Выходное сопротивление каскада будет равно параллельному соединению выходного сопротивления транзистора и резистора R_К:

4. Р ассчитать основные параметры усилительного каскада, схема которого приведена на рис. 26. Параметры транзистора: h₁₁=1 кОм, h₂₁=50, h₂₂=10^-5См. Параметром h₁₂ пре­небрегаем. Как и в предыдущем примере, составляем эквивалентную электриче­скую схему каскада, пользуясь табл. 2. Транзистор включен по схеме с общим коллектором, и эта схема носит название — эмиттерный повторитель.

Схема заме­щения данного каскада представлена на рис. 27. В данном случае мы пренебрегаем сопротивлением 1/h₂₂, поскольку оно велико (~ 100 кОм) и включено па­раллельно резисторам R_э и R_н (см. табл. 2).

Проводим расчет по формулам табл. 6. Нагрузкой транзистора R_н1 являются параллельно включенные резисторы R_э и R_H:

Тогда входное сопротивление транзистора R_вх.тр будет равно:

Входное сопротивление каскада — это параллельное включенные сопротивление делителя R_D, которое определяется также как в примере 3, и входное сопротивление транзистора R_вх.тр:

Эквивалентное сопротивление генератора равно параллельному сопротивлению резисторов R_г и R_D:

Выходное сопротивление транзистора равно (табл. 4):

Выходное сопротивление всего каскада равно параллельному соединению резистора R_э и выходного сопротивления транзистора R_вых.тр:

Коэффициенты усиления каскада по напряжению и току:

Если по-прежнему учитывать ток, протекающий только по сопротивлению нагрузки R_h, т.е. учитывать только полезную мощность отдаваемую в нагрузку, то коэффициент усиления по току будет равен:

5. Рассчитать основные параметры усилителя, схема которого приведена на рис. 28. Это двухкаскадный усилитель, оба транзистора которого включены по схеме с общим эмиттером. Параметры транзисторов:

h_11Э1 = h_11Э2 = 1 кОм, h_21Э1=20, h_21Э2=30, h_22Э1 = h_22Э2 =10^-5См.

Параметром h₁₂ пренебрегаем. Как и в предыдущем примере, сразу составляем эквивалентную электрическую схему усилителя для области средних частот, пользуясь таблицей 2. Схема замещения усилителя представлена на рис. 29.

В ходное сопротивление усилителя равно входному сопротивлению первого каскада. В данном случае:

Нагрузкой первого каскада R_h1 является параллельное сопротивление резистора R_к1 и входного сопротивления второго каскада, которое в данном усилителе равно h_11э2:

Нагрузкой второго каскада является параллельное соединение резисто­ров R_K2 и R_H:

Выходные сопротивления первого и второго каскадов равны параллельному соединению выходных сопротивлений транзисторов 1/h₂₂ и соот­ветствующих резисторов в цепи коллектора. В данном случае выходное сопротивление транзисторов более чем на порядок превышает сопротивления в цепях коллекторов, поэтому для инженерных расчетов можно считать выходные сопротивления каскадов усилителя приблизительно равными номиналам соответствующих коллекторных резисторов, т.е.:

При этом следует иметь в виду, что выходное сопротивление первого каскада является сопротивлением генератора R_г2 для второго каскада, а вы­ходное сопротивление второго каскада одновременно является выходным сопротивлением всего усилителя, т.е.:

Теперь можно рассчитать коэффициент усиления каждого каскада и всего усилителя:

Здесь следует иметь в виду, что поскольку сопротивление генератора для данной схемы не дано, то, как и в предыдущих примерах, мы считаем его равным 60 Ом. В формулах для расчета коэффициента усиления по напряже­нию для первого каскада все сопротивления подставлены в омах, а для вто­рого каскада — в килоомах.

Определим коэффициенты усиления по току каждого каскада и усили­теля в целом:

Здесь мы рассчитали общие коэффициенты усиления транзисторов и усилителя в целом без учета того, что во втором каскаде усиливается только та часть тока, которая попадает на входное сопротивление второго транзистора VT2, и только часть тока передается в нагрузку. Если учесть все эти моменты, то полезный коэффициент усиления по току будет:

6. Рассчитать основные параметры усилителя, схема которого приведе­на на рис. 30.

Это трехкаскадный усилитель, первый транзистор которого включен по схеме с общим эмиттером, второй — по схеме с общей базой, третий — по схе­ме с общим коллектором. Параметры транзисторов:

Параметром h₁₂, как обычно, пренебрегаем. Поскольку в заданной схе­ме отсутствуют конденсаторы, сразу составляем эквивалентную электриче­скую схему усилителя для области средних частот, пользуясь табл. 2. Схема замещения усилителя представлена на рис. 31.

О пределим сначала входные и выходные сопротивления всех каскадов и усилителя в целом. Входное сопротивление каскада 1 одновременно явля­ется входным сопротивлением усилителя:

Сопротивлением нагрузки третьего каскада является резистор в эмиттерной цепи, т.е. R_н3=R_э=5,1 кОм. Тогда входное сопротивление каскада 3 бу­дет:

Выходное сопротивление каскада 1 есть параллельное соединение вы­ходного сопротивления транзистора VT1 и резистора R_к:

Входное сопротивление второго каскада определяется по формулам табл. 4, но здесь необходимо учесть, что последовательно с h_11э2 включено сопротивление делителя R_D, которое равно параллельному соединению резисторов R₁ и R₂:

Выходное сопротивление первого каскада является сопротивлением генератора для каскада 2, т.е. R_Г2= R_ВЫХ1. Тогда выходное сопротивление тран­зистора второго каскада будет:

Поскольку к выходу каскада 2 подключен резистор R₃, то выходное со­противление второго каскада определяется как параллельное соединение:

Выходное сопротивление второго каскада является сопротивлением генератора для третьего каскада R_Г3= R_ВЫХ2. Тогда выходное сопротивление транзистора третьего каскада рассчитать по формуле:

К выходу каскада 3 подключен резистор являющийся нагрузкой этого каскада, поэтому выходное сопротивление третьего каскада и всего усилителя будет их параллельным соединением:

Прежде чем рассчитывать коэффициенты усиления по напряжению и току нужно определить нагрузку каждого каскада. Нагрузку третьего каскада и всего усилителя мы уже нашли выше. Нагрузкой первого каскада является параллельное соединение входного сопротивления каскада 2 и резистора R_к:

Нагрузкой второго каскада является параллельное соединение входного сопротивления третьего каскада и резистора R₃:

Теперь рассчитаем коэффициенты усиления каждого каскада и усилителя в целом, пользуясь формулами табл. 6:

Далее найдем коэффициенты усиления по току каждого каскада и усилителя в целом. Сразу учтем, что транзисторы каждого каскада усиливают только ту часть тока, которая попадает на входное сопротивление каскада.

Если к выходу усилителя подключить сопротивление нагрузки R_н, то коэффициент усиления по току будет несколько меньше.

Понимание мощности усилителя — Джефф Серый Компьютерщик

Мощность усилителя, вероятно, является наиболее неправильно понимаемым и злоупотребляемым параметром усилителей и динамиков. Тем не менее, это часто первый (и, возможно, единственный) параметр, на который обращают внимание при покупке усилителя или динамиков.

Менеджеры по маркетингу добавляют путаницы, используя такие термины, как среднеквадратическая мощность, непрерывная средняя мощность, музыкальная мощность, пиковая мощность, динамическая мощность, максимальная мощность и т. д.

Понимание мощности усилителя поможет понять термины, часто используемые (и злоупотребляемые) опишите мощность усилителя. В этой статье объясняется, что такое мощность усилителя, а что нет. В следующих статьях будет рассказано, как производители усилителей измеряют мощность, что такое мощность динамиков и как согласовать ваши усилители и динамики. Прежде всего, нам нужно понять мощность усилителя.

Мощность усилителя рассчитана, а не измерена

Вольтметр измеряет напряжение в вольтах. Амперметр измеряет силу тока в амперах (амперах). Омметр измеряет сопротивление в омах. Любые два из этих измерений позволят рассчитать мощность усилителя (в ваттах). К сожалению, это означает использование некоторой математики и некоторых формул. Я постараюсь не усложнять и использовать только одну формулу. Если вам нравятся формулы и вы хотите понять, как взаимосвязаны мощность, напряжение, ток и сопротивление, вы можете прочитать мои статьи об электрической мощности и законе Ома. В противном случае примите следующую формулу:

Мощность = квадрат напряжения, деленный на сопротивление.

Давайте воспользуемся этой формулой на простом примере. Допустим, у вас есть усилитель, подключенный к нагрузке 5 Ом (я использовал 5 Ом для упрощения расчетов — обычно это будет 4 Ом или 8 Ом для динамика). При постоянном синусоидальном входе вы измеряете 10 вольт переменного тока на выходе динамика усилителя. Зная сопротивление (5 Ом) и напряжение (10 вольт), можно рассчитать мощность:

Мощность = (10 умножить на 10) разделить на 5 = 100/5 = 20 Вт.

Просто, а?

Понимание измерений переменного тока

Это был простой пример. На самом деле все не так просто по ряду причин. Основная сложность заключается в том, что выход не является постоянным уровнем, потому что вход не является постоянным уровнем. Начнем с простого ввода синусоиды. На выходе также будет синусоида, например:

Как видите, вход и выход непостоянны. Он постоянно движется вверх и вниз, положительно и отрицательно. Это относится к любому сигналу переменного тока (переменного тока). Но когда вы измеряете его мультиметром, вы получаете постоянное напряжение. Это связано с тем, что измеритель сообщает среднеквадратичное значение напряжения.

RMS означает среднеквадратичное значение (которое теперь можно забыть). Это математический термин, обозначающий эффективное рабочее напряжение. Это расчет для определения эквивалентного нагревательного эффекта постоянного напряжения. Не нужно слишком увлекаться тем, как определяется среднеквадратичное значение, просто помните, что это эффективное рабочее напряжение. Это также напряжение, которое измеряет ваш измеритель. Оно составляет 70,7% от пикового напряжения.

Это относится ко всем измерениям переменного тока. Например, в розетке в некоторых странах используется переменное напряжение 120 вольт — это среднеквадратичное значение напряжения. Синусоида 120 вольт переменного тока идет от +1690,5 вольт до -169,5 вольт или размах напряжения 339 вольт. 70,7% от 169,5 вольт дает среднеквадратичное напряжение 120 вольт. В странах, использующих 230 вольт, пиковое напряжение составляет +/- 325,3 вольта.

Измерительный усилитель напряжения и тока

Итак, теперь мы знаем, что среднеквадратичное значение — это эффективное рабочее напряжение (и ток) переменного тока. Как это помогает нам понять мощность усилителя? Рад, что вы спросили.

В нашем простом примере выше мы измерили среднеквадратичное значение 10 вольт на выходе усилителя. Это означает, что выход фактически изменился с +14,14 вольт до -14,14 вольт. 70,7% от 14,14 вольт это 10 вольт.

Расчет мощности усилителя

Теперь самое интересное. Ранее мы говорили, что мощность равна квадрату напряжения, деленному на сопротивление. Это верно в любой точке синусоиды. Таким образом, если мы возьмем значение напряжения (показано синим цветом) и возведем его в квадрат (умножим само на себя), а затем разделим на постоянное сопротивление (5 Ом), мы получим выходную мощность, как показано оранжевым цветом:

Пара, если Что следует отметить на этом графике:

• Во-первых, переменный ток не бывает положительным и отрицательным. Это всегда положительно. Поэтому расчет среднеквадратичного значения не применяется.
• Во-вторых, мощность составляет 40 Вт от пика до пика. Тем не менее, вы не можете сказать, что мощность усилителя составляет 40 Вт, потому что это только на пиках каждой синусоиды, а не в любое другое время.

Вы можете использовать мой Калькулятор мощности усилителя, напряжения и тока, чтобы легко увидеть среднеквадратичные и пиковые значения для вашего усилителя на основе его характеристик.

Теперь давайте посмотрим на значения RMS. В нашем примере мы знаем, что среднеквадратичное напряжение составляет 10 вольт. Ранее мы видели, что 10 в квадрате равно 100, а 100, деленное на 5, дает расчетную мощность 20 Вт. Давайте посмотрим, что произойдет, если мы добавим это к нашему графику:

Средняя непрерывная мощность

Правильно, эффективная рабочая мощность составляет половину пиковой мощности. На самом деле это среднее значение синусоиды мощности. Средняя мощность — это уровень мощности, который усилитель должен обеспечивать непрерывно. Следовательно, она известна как средняя непрерывная мощность. В спецификациях следует использовать среднюю непрерывную мощность для указания мощности усилителя. «Непрерывная мощность» — это сокращенный термин «средняя непрерывная мощность». Оба термина относятся к (средней) непрерывной мощности или устойчивой мощности, которую усилитель может производить с указанной нагрузкой.

Во многих спецификациях мощности усилителя вы увидите, что это значение называется среднеквадратичной мощностью . Это неправильный термин (потому что технически такого понятия не существует). Хотя при расчете мощности используется среднеквадратичное значение напряжения (и/или среднеквадратичного значения тока, если вы используете другие формулы), результатом будет просто «мощность», а не среднеквадратичная мощность. Как показано на графике выше, это средняя непрерывная мощность. Тем не менее, для большинства спецификаций усилителя вы можете рассматривать среднеквадратичную мощность (хотя это неправильный термин) для обозначения средней продолжительной мощности.

Пиковая мощность

К сожалению, маркетологи не любят говорить, что их усилитель имеет мощность всего 20 ватт, когда они считают, что могут честно сказать, что его максимальная мощность составляет 40 ватт. Какой из них вы бы купили, усилитель на 20 ватт или усилитель на 40 ватт? Глядя на мощность усилителя, сравнивайте яблоки с яблоками — всегда используйте среднюю непрерывную мощность или неправильно называемую среднеквадратичную мощность (неправильный термин, но правильное значение мощности).

Однако можно сказать, какова пиковая мощность усилителя. В нашем примере это пиковая мощность 40 Вт. Но пиковая мощность всегда должна сопровождаться фразой «пиковая мощность» или чем-то подобным. Пиковая мощность часто упоминается как мгновенная мощность.   Иногда динамическая мощность также используется для описания пиковой мощности.

Важно помнить, что эти описания относятся к максимальной мощности, которую усилитель может выдать за долю секунды. Они не указывают реальную долговременную мощность, которую способен производить усилитель. Это все равно, что сказать, что вы можете пролететь метр в воздухе, потому что вы можете подпрыгнуть на метр в воздухе — на короткое время. Вы не можете постоянно «пролетать» метр в воздухе, так же как усилитель не может постоянно выдавать свою пиковую мощность.

PMPO

Пиковая музыкальная мощность (PMPO) или Пиковая музыкальная мощность (PMP) — это маркетинговый термин, который редко имеет какое-либо сходство с реальностью. Я предпочитаю говорить, что PMPO означает пиковую маркетинговую мощность. Это термин, который маркетологи используют для того, чтобы их усилители выглядели очень мощными. Нижний сегмент рынка (например, более дешевые компьютерные колонки и портативные музыкальные шкатулки) обычно использует PMPO. Если бы я был великодушен, я бы сказал, что они получают значение PMPO, беря пиковую мощность, умножая ее на количество каналов, а затем умножая на какой-то неизвестный маркетинговый коэффициент от 10 до 1000. Например, маркировка на коробка на этом изображении (торговая марка удалена) утверждает, что это устройство имеет мощность PMPO 15 000 Вт!

Примечания относительно мощности усилителя

Мощность усилителя — не единственная характеристика, на которую следует обратить внимание при выборе системы. Возможно, это даже не такой важный фактор, как вы думаете. Например, разница уровней между 60 Вт и 80 Вт составляет чуть более 1 дБ, что не так уж и много. Для повышения уровня на 3 дБ необходимо удвоить мощность усилителя. Но это не значит, что объем удвоится, для этого нужно иметь мощность в 10 раз больше! Подробнее об этом читайте в статье «Двойная мощность усилителя не удваивает громкость».

Если ваша цель — получить самую громкую систему, вам также необходимо обратить внимание на чувствительность динамиков. Использование динамика с чувствительностью 91 дБ по сравнению с динамиком с чувствительностью 85 дБ дает усиление на выходе динамика на 6 дБ для того же сигнала. В этой статье о чувствительности динамика есть более подробная информация.

Проверка мощности усилителя с помощью синусоидального сигнала является суровым испытанием для усилителя. В основном усилитель постоянно работает на 100% мощности. Синусоида не является обычным повседневным сигналом. Музыка и речь имеют много периодов ниже максимального уровня и даже пауз. Таким образом, при нормальном использовании усилитель не подвергается такой сильной нагрузке, как при стресс-тестировании. Поэтому некоторые производители увеличивают номинальную мощность и используют такие фразы, как 9.0013 мощность программы или музыкальная мощность для оценки усилителей. Однако эти рейтинги не определены и не должны использоваться для целей сравнения.

Переменные с мощностью усилителя

В этой статье описана мощность усилителя, некоторые используемые термины и базовый способ расчета мощности усилителя. Однако есть ряд других переменных, которые следует знать, если вы собираетесь сравнивать усилители на основе их указанной мощности:

• Хотя простая синусоида является удобным и относительно простым способом измерения и расчета мощности усилителя, она измеряет только мощность усилителя. мощность на одной частоте. Он также должен иметь такую ​​мощность на других частотах. Следовательно, средние непрерывные уровни мощности должны сопровождаться тестовой частотой или частотным диапазоном.
• Измеренное напряжение, используемое в расчетах, соответствует максимальному выходному сигналу без искажений сигнала, вызванных усилителем, или с небольшими искажениями. Некоторые производители измеряют выходную мощность усилителя при работе с высокими искажениями, давая завышенную цифру мощности (опять же, это чаще всего происходит с недорогими продуктами). Поэтому средние непрерывные уровни мощности должны сопровождаться цифрами искажения тестируемого сигнала (THD или THD+n, выраженные в процентах). Это должно быть 1% или меньше – чем ниже, тем лучше. Остерегайтесь выходной мощности с 10% THD.
• Ток и, следовательно, мощность изменяются при изменении нагрузки. Динамик с сопротивлением 4 Ом пропускает больший ток, чем динамик с сопротивлением 8 Ом, поэтому мощность, создаваемая усилителем, изменится. Следовательно, заявленные уровни мощности должны соответствовать указанным испытательным нагрузкам.
• Убедитесь, что указанная мощность усилителя соответствует всем (или хотя бы 2) каналам усилителя, работающим на этой мощности. Некоторые производители указывают выходную мощность только при одном работающем усилителе, что не является верным показателем того, какую мощность может обеспечить блок питания усилителя, когда работают все каналы.

Все это говорит о том, что нужно внимательно смотреть на характеристики при сравнении усилителей по их мощности. В идеале мощность усилителя должна быть указана следующим образом:

Мощность усилителя: 80 Вт непрерывной средней мощности при 8 Ом (2 рабочих канала, THD 0,08%, 20 Гц-20 кГц)

Резюме

пример, что лучшим значением для определения и сравнения мощности усилителя является средняя непрерывная мощность или другие синонимы. Большинство терминов, использующих «пик», относятся к возможной мощности в течение очень коротких периодов времени и обычно используются для завышения реальных устойчивых уровней мощности.

В следующей статье рассматриваются реальные способы расчета мощности усилителя, в том числе некоторые стандарты, которых производители усилителей должны придерживаться для этих испытаний. Это поможет понять некоторые используемые сокращения, такие как IEC, AES, DIN и FTC.

Перед тем, как двигаться дальше, приведем еще два термина, которые полезно понимать при разговоре и/или чтении об усилителе и мощности динамиков.

Ограничение

Если входной сигнал усиливается так, что выходной сигнал превышает пределы напряжения усилителя, синусоида будет отсекаться вверху и внизу.

На этом графике показана синусоида, усиленная до максимального уровня без ограничения. Это уровень, который следует измерить для расчетов максимальной мощности.

На этом графике показана синусоида, перегруженная усилителем, так что она срезается вверху и внизу. Это искажение не только раздражает слух, но и создает нагрузку на усилители и динамики, и его следует избегать.

Крест-фактор

Крест-фактор — это отношение пиковой мощности к средней продолжительной мощности, выраженное в дБ. В нашем примере пиковая мощность 40 Вт, средняя непрерывная мощность 20 Вт. Это соотношение 2:1 или 3 дБ. Усилитель, протестированный с использованием простой синусоиды (как в нашем примере), всегда будет иметь пик-фактор 3 дБ. То есть для простой синусоиды пиковая мощность всегда будет в два раза выше средней продолжительной мощности.

Для живой музыки с барабанами и другими перкуссионными инструментами треск/удары (пики) могут быть в 10-15 раз выше среднего уровня – это коэффициент амплитуды 9-12 дБ. В таблице ниже показано соотношение между децибелами и отношением пиковой мощности к средней мощности.

Crest Factor	Power Ratio
3dB	2:1
6dB	4:1
9dB	8:1
12dB	16: 1
15 дБ	32:1

Эти цифры будут полезны, когда мы рассмотрим, как согласовать громкоговорители с усилителем.

Дополнительная литература

Коэффициент усиления операционного усилителя — объяснение Расчетное уравнение » Примечания по электронике

Коэффициент усиления

является ключевым аспектом проектирования схем операционных усилителей: расчеты могут выполняться для общих схем или с использованием более конкретных формул для инвертирующих и неинвертирующих усилителей.

---

Учебное пособие по операционному усилителю Включает:
Введение Усиление операционного усилителя Пропускная способность Скорость нарастания операционного усилителя Смещение нуля Входное сопротивление Выходное сопротивление Операционный усилитель с обратной связью по току Понимание спецификаций Как выбрать операционный усилитель Краткое описание схем операционных усилителей

---

Одним из ключевых аспектов рабочих характеристик операционных усилителей и их электронных схем является коэффициент усиления. Операционные усилители сами по себе предлагают огромные уровни усиления при использовании в так называемой конфигурации с разомкнутым контуром.

В условиях разомкнутого контура коэффициент усиления операционного усилителя может превышать 10 000, при этом некоторые операционные усилители имеют уровни усиления, превышающие это значение более чем в десять раз. Даже с операционными усилителями одного типа могут быть большие различия в коэффициенте усиления в результате используемых процессов изготовления.

Несмотря на то, что операционные усилители сами по себе обладают огромным коэффициентом усиления, этот коэффициент редко используется в такой форме для усиления сигнала — его было бы чрезвычайно сложно использовать, поскольку даже очень малые входные сигналы приводили бы к выходному напряжению, превышающему напряжение на шине, что приводило к ограничению или обрезка вывода.

С помощью метода, известного как отрицательная обратная связь в конструкции электронной схемы, огромные уровни усиления могут быть использованы для обеспечения высоких уровней требуемой производительности.

Использование высокого коэффициента усиления операционного усилителя в сочетании с использованием отрицательной обратной связи может позволить общей конструкции электронной схемы иметь ровную частотную характеристику, низкий уровень искажений и очень определенные уровни усиления для всей электронной схемы.

Общее усиление электронной схемы зависит не от фактического уровня усиления ИС, а от внешних компонентов, значения которых можно точно выбрать.

В других схемах операционных усилителей обратная связь может использоваться для обеспечения других эффектов, таких как фильтрация и т.п.

В некоторых случаях может использоваться положительная обратная связь, но обычно это делается определенным образом для достижения определенного эффекта.

Основные сведения об усилении ОУ

Коэффициент усиления схемы операционного усилителя является одним из очень важных факторов, касающихся базового операционного усилителя, а также электронных схем, использующих их.

Высокие уровни усиления позволяют этим операционным усилителям иметь очень высокие уровни производительности за счет использования усиления различными способами. Однако необходимо понимать определения коэффициента усиления для операционных усилителей.

Существует два основных сценария, которые можно рассмотреть при рассмотрении коэффициента усиления операционных усилителей и конструкции электронных схем с использованием этих электронных компонентов:

• Коэффициент усиления без обратной связи:  Эта форма коэффициента усиления измеряется, когда к схеме операционного усилителя не применяется обратная связь. Другими словами, он работает в формате открытого цикла. Показатели усиления для операционного усилителя в этой конфигурации обычно очень высоки, обычно между 10 000 и 100 000. Это коэффициент усиления операционного усилителя сам по себе.

  Цифры часто приводятся в технических описаниях операционных усилителей в виде вольт на милливольт, В/мВ. Указание усиления в этих терминах позволяет записать усиление в более удобном формате. 10 В/мВ соответствует коэффициенту усиления по напряжению 10 000. Это избавляет от записи многих нулей.

• Усиление замкнутого контура:  Эта форма усиления измеряется, когда работает контур обратной связи, т. е. замкнутый контур. Применяя отрицательную обратную связь, общий коэффициент усиления схемы значительно снижается, и его можно точно настроить до требуемого уровня или для создания требуемого выходного формата, как в случае фильтров, интеграторов и т. д. Можно добавить несколько электронных компонентов. к схеме операционного усилителя для обеспечения необходимой обратной связи.

  Усиление измеряется с замкнутой петлей, и при условии, что существует достаточная разница между усилением разомкнутой и замкнутой петлей, схема будет работать в соответствии с расположенной вокруг нее обратной связью. Другими словами, при условии, что операционный усилитель имеет достаточный коэффициент усиления (который он будет иметь), коэффициент усиления всей схемы определяется отрицательной обратной связью, а не коэффициентом усиления самого операционного усилителя.

  Хотя в аналоговых схемах обычно используется отрицательная обратная связь, в некоторых случаях используется и положительная обратная связь. Чаще всего это применяется для компараторов, где требуется вывод на одном из двух уровней. Триггер Шмитта является одним из примеров, когда в систему вводится гистерезис. В этих приложениях следует использовать ИС компараторов, а не операционные усилители, поскольку они предназначены для работы в этом режиме.

Одним из аспектов, тесно связанных с коэффициентом усиления операционного усилителя, является полоса пропускания, которая оказывает огромное влияние на характеристики этих интегральных схем.

Огромный коэффициент усиления операционных усилителей может привести к нестабильности, если не принять меры для обеспечения стабильности операционного усилителя и его схемы даже при применении отрицательной обратной связи.

При уровнях усиления разомкнутого контура, превышающих 10 000 и более, неудивительно, что обратная связь и нестабильность становятся проблемой.

Используется метод, известный как компенсация. В ранних операционных усилителях для добавления компенсации использовались внешние электронные компоненты, но в более поздних микросхемах она была добавлена ​​внутри.

В основном к внутренним элементам операционного усилителя добавляется небольшой конденсатор. Это снижает склонность к колебаниям, но также снижает полосу пропускания без обратной связи.

Усиление операционного усилителя с обратной связью и частотная характеристика.

Хотя полоса пропускания схемы операционного усилителя без обратной связи уменьшается, после применения отрицательной обратной связи для большинства целей может быть достигнуто достаточное усиление уровня с плоской частотной характеристикой.

Подробнее о . . . . Частотная характеристика операционного усилителя, усиление и полоса пропускания.

Общий коэффициент усиления операционного усилителя

Отрицательная обратная связь используется для управления коэффициентом усиления всей схемы операционного усилителя. Существует множество способов применения обратной связи при разработке электронной схемы — она может не зависеть от частоты или может зависеть от частоты, например, для создания фильтров.

Можно разработать обобщенную концепцию применения отрицательной обратной связи. Исходя из этого, могут быть разработаны более конкретные сценарии.

Общая конфигурация отрицательной обратной связи операционного усилителя

Можно рассчитать общую формулу для коэффициента усиления операционного усилителя в схеме:

Vсум=Vin-B Vвых

Затем можно рассчитать выходное напряжение, зная входное напряжение, коэффициент усиления и обратную связь:

Vвых = A Vсум = A Vin-A B Vвых

Теперь это можно использовать для создания общего уравнения усиления операционного усилителя с обратной связью.

VoutVin=G=A1 + AB

Используя это общее уравнение, можно разработать уравнения для более конкретных сценариев. Обратная связь может быть частотно-зависимой или плоской по мере необходимости.

Двумя простейшими примерами схем операционных усилителей, использующих обратную связь, являются форматы для инвертирующих и неинвертирующих усилителей.

Коэффициент усиления инвертирующего операционного усилителя

Схема инвертирующего операционного усилителя показана ниже. Эта схема имеет выходной сигнал, сдвинутый по фазе на 180° с входным сигналом, а также обеспечивает ввод виртуальной земли.

Схема операционного усилителя довольно проста с использованием нескольких электронных компонентов: один резистор обратной связи от выхода к инвертирующему входу и резистор от инвертирующего входа к входу схемы. Неинвертирующий вход принимается за точку заземления. В этой схеме операционного усилителя используются только два дополнительных электронных компонента, что делает ее очень простой и легкой в ​​реализации.

Базовая схема инвертирующего операционного усилителя

Вывести уравнение усиления операционного усилителя несложно. Вход самого операционного усилителя не потребляет ток, насколько это касается наших расчетов, поскольку импеданс каждого входа усилителя будет значительно выше 100 кОм и, возможно, значительно выше 1 МОм. Это означает, что любой ток, протекающий в микросхему, можно игнорировать.

Из этого мы видим, что ток, протекающий через резисторы R1 и R2, одинаков, потому что через соединение между двумя резисторами ток не течет.

Используя закон Ома V _out /R ₂ = -V _in /R ₁ . Отсюда коэффициент усиления по напряжению схемы Av можно принять равным:

Ср=-R2R1

Например, усилитель, требующий усиления в десять раз, можно построить, составив R ₂ 47 кОм и R ₁ 4,7 кОм.

Подробнее о . . . . схема инвертирующего операционного усилителя.

Коэффициент усиления неинвертирующего операционного усилителя

Схема неинвертирующего операционного усилителя показана ниже. Он предлагает более высокий входной импеданс, чем схема инвертирующего операционного усилителя. Как и в схеме инвертирующего операционного усилителя, для этого требуется добавить всего два электронных компонента: два резистора для обеспечения необходимой обратной связи.

Неинвертирующий усилитель также характеризуется тем, что вход и выход находятся в одной фазе в результате подачи сигнала на неинвертирующий вход операционного усилителя.

Базовая схема неинвертирующего операционного усилителя

Коэффициент усиления неинвертирующей схемы операционного усилителя также легко определить в процессе проектирования электронной схемы. Расчет основан на том факте, что напряжение на обоих входах одинаково.

Это связано с тем, что коэффициент усиления усилителя чрезвычайно высок. Если выход схемы остается в пределах шин питания усилителя, то выходное напряжение, деленное на коэффициент усиления, означает, что разницы между двумя входами практически нет.

Мы можем предположить, что для целей нашего расчета вход операционного усилителя не потребляет ток, так как импеданс входов микросхемы будет намного выше номиналов используемых резисторов.

Это означает, что ток, протекающий в резисторах R ₁ и R ₂ , одинаков. Напряжение на инвертирующем входе формируется делителем потенциала, состоящим из R ₁ и R ₂ , а так как напряжение на обоих входах одинаковое, то напряжение на инвертирующем входе должно быть таким же, как и на не -инвертирующий вход.

Это означает, что Vin = Vout x R ₁ / (R ₁ + R ₂ ). Следовательно, уравнение коэффициента усиления операционного усилителя для коэффициента усиления по напряжению схемы Av можно принять следующим образом:

Ср=1+R2R1

Например, усилитель, требующий коэффициента усиления одиннадцати, можно построить, составив R ₂ 47 кОм и R ₁ 4,7 кОм.

Коэффициент усиления операционного усилителя

очень легко определить. Расчеты для разных схем немного отличаются, но, по существу, обе схемы могут обеспечить одинаковые уровни усиления, хотя номиналы резисторов не будут одинаковыми для одинаковых уровней усиления операционного усилителя.

Подробнее о . . . . Схема неинвертирующего операционного усилителя.

Коэффициент усиления операционного усилителя в других ситуациях

Использование операционных усилителей в линейных приложениях с отрицательной обратной связью является нормальным явлением, хотя это не всегда так. При этом используется очень высокий коэффициент усиления усилителя с разомкнутым контуром для обеспечения воспроизводимых характеристик, управляемых внешними компонентами.

Примеры этих схем операционных усилителей включают усилители, фильтры, дифференциаторы и интеграторы.

Однако также можно использовать операционные усилители с другими формами обратной связи для получения других эффектов.

Одно из приложений использования положительной обратной связи в схеме операционного усилителя для обеспечения переключения, для которого компараторы обеспечивают гораздо лучшую производительность, поскольку они работают намного быстрее и не страдают от проблем с фиксацией, но это не означает, что основные принципы положительной обратной связи не применять.