схемы из одного состояния в другое, а отрицательная OG ойреде-ляет период колебаний генератора.

На рис. 73, в показана схема генератора на основе компаратора типа 521СА2. Цепь положительной ОС содержит делитель Rs, Ri, а цепь отрицательной ОС - интегрирующую цепь Ru Rz, С.

Период колебаний генератора определяется временем, в течение которого конденсатор заряжается под воздействием выходного напряжения до уровня RaUmax/iRi+Ri):

2 Ai/вых g2)

Т = 2

С In

Ri+Rz Rl \ Uoa \/R2 + Rb I Umin \/(Rs + Ri)

Для микросхемы 521CA2 типовое значение А[/вых = 3,5 В,

Urnax=+3 В, i/m,n = -0,5 В.

При Uon=-6 В схема генерирует симметричные прямоугольные импульсы, если выбрать /?2*«10t. Rs=Ri=l кОм.

В этом случае период колебаний можно рассчитать по упрощенной формуле

T2JRyC. (83)

Схема работоспособна до частоты 5 мГц.

В схеме генератора, показанной на рис. 74, а [45], ОУ выполняет функции компаратора. Элементы Ru Rz, Ci определяют частоту генератора. Цепь положительной ОС образована резисторным делителем Rs, Ri. Амплитуда генерируемых импульсов определяет-

Д1 A22J

Рис 74. Релаксационный генератор с регулируемой скважностью (а), форма его выходного напряжения (б) и параметры выходного напряжения при изменении емкости (в).

ся напряжениями положительного, и отрицательного насыщения. Частота генератора меняется в пределах пяти декад путем изменения емкости, а точная установка частоты регулируется резистором Ru Коэффициент заполнения импульсов TJiTi+Tz) регулируется резистором Rz в пределах от 0,1 до 0,9. Стабильность частоты генерации не более 1 % при стабильности источников питания около I %.

Глава шестая

НЕКОТОРЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ОУ

45. Требования к источникам питания

Для питания ОУ обычно требуется два источника питания: положительное + Un я отрицательное -Un относительно земли или общей точки схемы. Обычно на схемах условно источники питания не показывают.

Ряд параметров ОУ зависит от стабильности источников питания. Поэтому последние должны быть хорошо отфильтрованы и стабилизированы. Как правило, допускается разброс значений напряжения питания в пределах ±10 % и пульсации не более 5 мВ эффективного значения. В отдельных случаях допускается использование ОУ в широком диапазоне питающих напряжений, например, от ±3 до ±20 В.

Для предотвращения паразитной генерации по цепям питания около каждого ОУ рекомендуется заблокировать цепи питания + Un п -Ua конденсаторами емкостью 0,01-0,05 мкФ.

Проводники печатной платы, подводящие напряжение питания, могут служить источником токов утечки. Для схем, чувствительных к малым токам, нужно предусмотреть защиту входов ОУ от токов утечки. Защиту целесообразно выполнить в виде проводящего кольца печатной дорожки, которое располагают вокруг входов ОУ и соединяют с землей.

46. Защитные цепи

Превышение предельных режимов работы приводит к выходу из строя ОУ вследствие электрического или теплового пробоя па-лупроводниковых переходов. Для защиты от всплесков дифференциального сигнала при переходных процессах между входами ОУ

можно включить встречно-параллельные диоды. Пока сигналы малы, диоды не проводят ток. Большие входные сигналы откроют диоды, й дифференциальное напряжение будет ограничено прямым падением напряжения на каждом диоде.

Современные ОУ имеют встроенную защиту от короткого замыкания на выходе. Операционные усилители, не имеющие такой защиты, выйдут из строя при замыкании нагрузки. Защитой ОУ от перегрузки по выходу является резистор сопротивления 200 Ом, включенный последовательно с выходным зажимом в цепь ОС. Такое включение практически не увеличивает выходное сопротивление ОУ.

47. Балансировка

Реальный ОУ имеет при нулевом сигнале некоторое постоянное напряжение, обусловленное разбалансом внутри схемы ОУ, Это смещение обычно нежелательно, и его компенсируют балансировкой нуля ОУ.

Схема, изображенная на рис. 75, а, предназначена для балансировки ОУ при внутреннем сопротивлении источника сигнала менее 10 кОм. Номинал резистора Ri в 1500 раз больше номинала резис-

Рис. 75. Схемы балансировки ОУ при внутреннем сопротивлении источника сигнала до 10 кОм (а) и свыше 10 кОм (б).

тора Ri. При напряжении питания ±15 В схема обеспечивает смещение нуля на входе в пределах ±10 мВ.

На рис. 75, б показана схема балансировки при большом внутреннем сопротивлении источника сигнала. Потенциал с движка резистора Rb делится делителем Rs, R до уровня ±10 мВ.

В некоторых современных ОУ предусмотрены специальные выводы балансировки, куда подсоединяют крайние выводы потенциометра. Движок потенциометра подключают к определенному выводу источника питания. Путем регулировки этого потенциометра можно настроить выход ОУ на нуль.

49. Условия эксплуатации

Ниже приводятся типовые условия эксплуатации микросхем. К группе А относятся ОУ специального назначения, к группе Б - ОУ широкого применения.

Воздействие А Б

Температура окружающей

среды.......... От -60 От -10

до 4-1250 до 85 С

Относительная влажность воздуха.........98% при 40 С 98% при 25 °С

Вибрация в диапазоне частот

с ускорением....... 5 Гц-5 кГц. 1-600 Гц.

До 40g До lOg

Многократные удары с ускорением ......... До 150 g До 75g

Линейные нагрузки с ускорением . . ,...... До 150 g До 25g

Одиночные удары с ускорением .......... До 1000 g -

Акустические шумы в диапазоне частот с уровнем звукового давления до 100 дБ , » 50 Гц-10 кГц -*

Установка микросхемы ОУ на печатную плату производится с зазором не более 3,5 мм. Крепится микросхема путем припайки отформованных выводов. При формовке выводов необходимо обеспечивать их неподвижность между корпусом и местом изгиба. Изгиб вывода допускается производить на расстоянии от корпуса до центра окружности изгиба не менее 1 мм, радиус изгиба должен быть равен 1 мм.

Лужение выводов рекомендуется производить методом погружения в расплавленный припой на время не более 2 с. Расстояние от корпуса до зеркала припоя должно быть не менее 1 мм. Интервал между двумя погружениями - не менее 5 мин. Температура расплавленного припоя должна быть не более 250 °С.

При пайке микросхемы одножальным паяльником температура жала не должна превышать 280 °С. Время касания каждого вывода должно быть не более 3 с. Интервал между пайками соседних выводов - не менее 10 с. Жало паяльника должно быть заземлено.

Запрещается подведение к корпусу и неиспользуемым выводам микросхемы каких-либо электрических сигналов.

Микросхемы в блоках аппаратуры рекомендуется покрывать несколькими слоями лака типа УР-231 или Э-4100, обеспечивающими коррозийную стойкость в условиях повышенной влажности.

ПРИЛОЖЕНИЕ 50. Типы корпусов ОУ

Габаритные чертежи используемых корпусов изображены на рис. 76: на рис. 76, а - круглый металлостеклянный корпус 301.8-1 или 301.8-2 (масса не более 2 и 1,5 г соответственно); на рис. 76,6 - круглый металлостеклянный корпус 301.12-1 (масса не более 1,5 г); на рис. 76,8 - прямоугольный металлостеклянный корпус 151.15-4 (масса не более 4,5 г); на рис. 76,г - прямоугольный пластмассовый корпус 201.14-1 (масса не более 1,1 г); на рис. 76, д - прямоугольный керамический корпус 402.16-6 (масса не более 1 г).

На рис. 77 изображено бескорпусное оформление ОУ. Микросхемы герметизированы компаундом. Нумерация выводов соответствует нумерации выводов схемы включения и нумерации контактных гнезд транспортировочной тары. Длина выводов микросхем за пределами кристалла 13±1 мм. Масса микросхемы не более 10 мг.

51. Справочные сведения о некоторых отечественных ОУ

Для каждого типа ОУ приводятся схема включения, сведения о частотной коррекции, электрические параметры, предельно допустимые режимы, а также тип корпуса.

Для всех ОУ, кроме компараторов, указываются следующие электрические параметры.

Наименование параметра Обозначение

Коэффициент усиления ....... К

Выходное напряжение, В ..... . t/вых

Ток потребления, мА....., . /пот

Напряжение смещения, мВ . , , . . (/см

Входной ток, нА......... /вх

Разность входных токов, нА . . , . . А/вх Входное сопротивление, МОм .... /?вх Выходное сопротивление, Ом ... . Явых Температурный дрейф напряжения смещения, мкВ/°С......... А(/см/А7

Частота единичного усиления, мГц . , fi

Напряжение питания, В....., Ua

Входной дифференциальный сигнал, В . (/дф

Входной синфазный сигнал, В . . . . У сф Сопротивление нагрузки, кОм ....

Для компараторов указываются следующие электрические параметры.

Ключ д)

Рис. 76. Типы корпусов ОУ. S ,2 ,1 , , Ж 9 ,5

Рис. 77. Конструктивное оформление бескорпусных ОУ.