Схемотехника операционных усилителей интересна тем, что её шлифовали самые умные люди планеты, и нашли они множество красивых решений, пригодных к применению в аудиоусилителях. И в ОУ, и в УМ нам нужны высокое входное и низкое выходное сопротивления, малые входные токи и напряжения сдвига, высокое усиление до охвата ООС и точность усиления сигналов, она же - линейность, широкий диапазон частот, высокая скорость нарастания сигнала. Схемотехника ОУ - Клондайк идей для радиолюбителя, и нужно уметь добывать эти идеи.
Зачем, вообще, нужны были ОУ?
Например, для сопровождения воздушных целей в прицелах АСУ огнём. Для управления технологическими процессами в системах автоматического регулирования. И даже для вычисления различных функций в аналоговых компьютерах.
............................................................................мА702 - К140УД1
Первый удачный промышленный монолитный усилитель был разработан этим дядькой, Робертом Видларом:
Родоначальник интегральной схемотехники был умён, весел и бородат.
На схеме выделены зоны, содержимое которых этим дядькой придумано: токовое зеркало, источник тока, соединение резисторов и резистор.
Самое важное в ОУ - схема установки его режимов по токам и напряжениям.
Ток течёт таким макаром и создаёт Т6-R7 опорное напряжение для генераторов тока Т3 и Т6.
Иногда выв.4 мог не подключаться к общему, тогда ток шёл вот так:
Входной дифкаскад образован Т1Т2, питается от генератора тока Т3 и нагружен на R1, R3 и R4.
В соединении этих резисторов и заключается изобретение Видлара: оно повышает усиление каскада в 30 раз:
АЧХ усиления холостого хода: белый - R4=1 Ом, зелёный - 10 кОм.
Я это в симуляторе отыскал только потому, что соединение странное, а эффект не очевиден, но зачем-то было сделано именно так.
По-моему, даже учебники схемотехники не знают этой фишки.
Кроме того, на графике видна ещё одна особенность этого опера. Частота его единичного усиления достигает 140 МГц.
Второй диф нагружен на R8, ничего необычного. Необычное у нас далее:
Похоже, тут два повторителя на Т7, Т9, и один генератор тока на Т8.
Но это не просто генератор тока. Ему в эмиттер подана часть выходного напряжения с делителя R11, R12 и R10/rэТ8, для которого он включен по схеме с ОБ и нагружен на R9.
Такой узел повышает усиление ОУ на 8 дБ:
Я это подозревал ещё в децтве, и пытался смакетить ОУ на дискретах. Но не смог: схему то перекашивало по постоянке, то она непрестанно будилась. И вот поймался, который кусался.
Теперь о том, какая от этого ОУ может быть польза.
Польза его - в широкой полосе частот.
Например, когда я восхотел апнуть искажометр С6-8 новейшими ОУ, по шумам и искажениям не подошёл ни один. Дело в том, что ИНИ меряет СКЗ напряжения и гармоники в полосе до 1 МГц. На этой частоте большинство скоростных ОУ с миллеровской коррекцией имеют Ку, много - 20 раз. А этот ОУ на 1 МГц теряет только 3 дБ усиления: почти 70 дБ! Из современных такого не может ни один опер.
А всё - благодаря резистивным нагрузкам каскадов, которые не дают достичь высокого усиления, зато расширяют полосу частот в десятки, а то и сотни раз.
При выходном напряжении 2 В он вносит -105 дБ гармоник.
И столько интермод.
Вот такая дедовская техника. Дядька Видлар был непрост.
Как таковой, этот опер в одиночку применить практически негде: большие входные токи требуют внимательного составления бюджета погрешностей. А вот в составе гибридов и композитов - вполне перспективный ОУ.
Зачем, вообще, нужны были ОУ?
Например, для сопровождения воздушных целей в прицелах АСУ огнём. Для управления технологическими процессами в системах автоматического регулирования. И даже для вычисления различных функций в аналоговых компьютерах.
............................................................................мА702 - К140УД1
Первый удачный промышленный монолитный усилитель был разработан этим дядькой, Робертом Видларом:
Родоначальник интегральной схемотехники был умён, весел и бородат.
На схеме выделены зоны, содержимое которых этим дядькой придумано: токовое зеркало, источник тока, соединение резисторов и резистор.
Самое важное в ОУ - схема установки его режимов по токам и напряжениям.
Ток течёт таким макаром и создаёт Т6-R7 опорное напряжение для генераторов тока Т3 и Т6.
Иногда выв.4 мог не подключаться к общему, тогда ток шёл вот так:
Входной дифкаскад образован Т1Т2, питается от генератора тока Т3 и нагружен на R1, R3 и R4.
В соединении этих резисторов и заключается изобретение Видлара: оно повышает усиление каскада в 30 раз:
АЧХ усиления холостого хода: белый - R4=1 Ом, зелёный - 10 кОм.
Я это в симуляторе отыскал только потому, что соединение странное, а эффект не очевиден, но зачем-то было сделано именно так.
По-моему, даже учебники схемотехники не знают этой фишки.
Кроме того, на графике видна ещё одна особенность этого опера. Частота его единичного усиления достигает 140 МГц.
Второй диф нагружен на R8, ничего необычного. Необычное у нас далее:
Похоже, тут два повторителя на Т7, Т9, и один генератор тока на Т8.
Но это не просто генератор тока. Ему в эмиттер подана часть выходного напряжения с делителя R11, R12 и R10/rэТ8, для которого он включен по схеме с ОБ и нагружен на R9.
Такой узел повышает усиление ОУ на 8 дБ:
Я это подозревал ещё в децтве, и пытался смакетить ОУ на дискретах. Но не смог: схему то перекашивало по постоянке, то она непрестанно будилась. И вот поймался, который кусался.
Теперь о том, какая от этого ОУ может быть польза.
Польза его - в широкой полосе частот.
Например, когда я восхотел апнуть искажометр С6-8 новейшими ОУ, по шумам и искажениям не подошёл ни один. Дело в том, что ИНИ меряет СКЗ напряжения и гармоники в полосе до 1 МГц. На этой частоте большинство скоростных ОУ с миллеровской коррекцией имеют Ку, много - 20 раз. А этот ОУ на 1 МГц теряет только 3 дБ усиления: почти 70 дБ! Из современных такого не может ни один опер.
А всё - благодаря резистивным нагрузкам каскадов, которые не дают достичь высокого усиления, зато расширяют полосу частот в десятки, а то и сотни раз.
При выходном напряжении 2 В он вносит -105 дБ гармоник.
И столько интермод.
Вот такая дедовская техника. Дядька Видлар был непрост.
Как таковой, этот опер в одиночку применить практически негде: большие входные токи требуют внимательного составления бюджета погрешностей. А вот в составе гибридов и композитов - вполне перспективный ОУ.
