3.Последовательное о.О.С. По I:

Uн

Uвх Uоу ∞ Iвых Rн

Uос Uвых

Uн=Iвых*Rн

ОС

Uос Uвых

4.Параллельное о.О.С. По I:

Iвх Iоу

Iвых

Uвх Iос ∞ Uн Rн

Uос Uвых

Uн=Iвых*Rн

ОС

Uос Uвых

При О.О.С. по I при закороченной, накоротко, нагрузке, Iвых присутствует ,т.е. не равен 0.

Рассмотрим случаи применения О.О.С. в операционных усилителях.

Свойства ОУ с различными видами О.О.С:

ОУ с последовательной О.О.С по U:

Uвх Uоу ∞

Uос R1

Uвых

Uос R2

О пределим для этой схемы: Коос = Ku/(1+β*Кu)=1/β

Кu→∞

β=Uос/Uвых =R1/(R1+R2)

Ku(оос)=(R1+R2)/R1

Представленный усилитель называется – неинвертирующий, т.к. фаза входного и выходного сигналов совпадают.

В неинвертирующем усилителе входной сигнал и сигнал обратной связи подаются на разные входы.

ОУ с параллельной О.О.С по U:

R2

ioc

R1 Uос

iвх iоу ∞

Uвх Uоу Uвых

Кu= Uвых/Uвх= - ((ioc*R2)/(iвх*R1))=R2/R1

По выходной цепи: Uвых + Uос + Uоу(=0)=0

Uвых= -Uос= - ioc/R2

По входной цепи: Uвх - Uоу(=0) – iвх *R1 =0

Uвх= iвх/R1

Запишем 1-ое уравнение Кирхгофа для входной цепи:

iвх + iос - iоу(=0)=0

iвх = - iос

в приведённой схеме коэффициент усиления по U зависит от параметров ОУ, а определяется только характером входного сопротивления цепи и обратной связью.

О у, выполняющие различные математически действия:

Z2

ioc

Z1 Uос

∞

Uвх Uоу Uвых

Ku = Z1 / Z2

1. Z1= R1 Uвых = Uвх * Ku =Uвх * R1/R2 – масштабный усилитель.

Z2 = R2

2. Z1 = R1

Z2= 1/ jωC2 Ku = 1/ jωC2*R1

/jω(интегрирование) : Cхема Интегратор (интегрирующий ОУ):

C2

R1

∞ Uвых

Uвх

Uвых=Uвх * 1/ jωC2

Схема дифференциатор:

R2

С1

∞ Uвых

Uвх

Uвых=Uвх * R2jωC1

Кu = R2jωC1/1

Введение О.О.С. в О.У.:

1.Уменьшается разброс коэффициентов усиления за счёт уменьшения величины Ku;

2.Увеличивает частоту пропускания полосы.

3.Rвх (без оос) = Uвх / Iвх

Rвх (с оос) = Uвх / Iвх =Uос / Iвх= (β*Uвых) / Iвх =β*(Uос/Iвх * Uвх/Iвх)=Rвх*(1+βKu) (A)

Rвых = Rвых / (1 + βКu) (Б)

О.О.С. в соответствии с (А) увеличивают Rвх и в соответствии с (Б) уменьшают Rвых , что облегчает процесс согласования параметров в схеме.

Лабораторная работа: Активные фильтры.

Фильтром называется элементарное устройство, предназначенное для выделения или подавления сигналов (токов) заданных частот.

Классификация:

1.Силовые;

2.Информационные.

Силовые – это фильтры , сглаживающие пульсации выпрямленного напряжения в источниках вторичного электропитания.

Информационные – это те, что передают сигналы об информации.

Информационные:

1.Пассивыне фильтры (R, L, C) в состав входят только пассивные элементы .

2.Активные фильтры : в состав которых ,кроме пассивных, входят и VT, ОУ.

Структурно фильтр представляет собой 4-ёх полюсник:

Z1-продольное; Z2- поперечное.

Uвх Z1 Z2 Uвых

В зависимости от расположения полосы прозрачности (полосы пропускания фильтра), фильтры делятся на:

1.Фильтры низких частот;

2.Фильтры верхних часто;

3.Фильтры полосовые;

4.Фильтры заграждающие.

Вид фильтра определяется характером сопротивлений Z1 и Z2.

Xс = 1/ωС

Если ω = 0 →Хс→∞;

Если ω → ∞ →Хс→ 0 (пропускает сигналы).

Фильтр низкой частоты:

R1 Z1=1/jωC

Uвх C2 Uвых Rн

При ω → 0 →Z2→∞

R1 малое, тогда сигнал низкой частоты проходит , практически без потерь через R1 на нагрузку и не ответвляется через сопротивление Z2 (Z2 не шунтирует R1).

Главная характеристика АЧХ :

Ku – коэффициент передачи фильтра Ku(fвх) : Кu=Uвых/ Uвх < 1

Ku

полоса зона непрозрачности

прозрачности полоса затухания

fср

fср

0< fвх < fср – зона прозрачности;

fвх> fср –зона непрозрачности.

Достоинства: малая полоса затухания.

Фильтр высокой частоты:

Z1=Хс

Uвх R2 Uвых Rн

При ω → ∞→Xc=1/ωC→0.

R2 большое.

АЧХ: Ku(fвх) :

Ku зона непрозрачности

1

0,707 fср(э) зона прозрачности

fвх

fср

зона затухания.

Экспериментальная частота среза определяется по экспериментальной АЧХ, на границе снижения коэффициента передачи фильтра в √2 раз.