8. Схема суммирования с масштабными коэффициентами.

Если отдельным входным напряжениям надо принять различные веса, то используется схема суммирования с масштабными коэффициентами.

Если ток смещения усилителя пренебрежительно мал, то согласно закону Кирхгофа

I₁+ I₂+ I₃= I_ос

Рис. 2.2

Если коэффициент усиления без ОС достаточно велик, так как U_д= 0, получим

 ;   ;   и   ,

откуда

Решая это уравнение относительно U_вых получим

 .

Для n-входов

Если в последней схеме положить

R₁=R₂=R₃= ... =R_nи R_ос =   ,

где n-число входов схемы, получим

 .

Такая схема окажется схемой усреднения.

9.Интегратор.

Интегратор-устройство, выходной сигнал которого пропорционален интегралу от входного сигнала. Интегратор используется в схемах управления во всех тех случаях, когда надо решать дифференциальное уравнение или надо вычислить интеграл напряжения.

= -

10) Разностный интегратор.Трехрежимный интегратор.

Разностный интегратор формирует интеграл по времени от разности двух сигналов. Его схема показана на рис.1, а выходное напряжение имеет вид U_вых =(1/RC)(U₂-U₁) dt

рис.1

Трехрежимный интегратор, схема которого приведена на рис. 5.10 обеспечивает возможность производить интегрирование, фиксировать выходной сигнал и периодически сбрасывать интегратор в исходное состояние. Схема имеет следующие режимы: Рабочий — собственно интегрирование.Фиксации— в течение определенного интервала времени выходной сигнал не меняется.Установка начальных условий— интегратор возвращается в исходное состояние.В рабочем режиме интегрирование производится обычным образом и в качестве трехрежимного интегратора может быть использован любой из описанных выше интеграторов.В рабочем режиме сигнал на выходе схемы рис. 5.10 имеет вид

U_вых=–(1/R₁C) U₁ dt + U_нс.,

где U_нс – значение напряжения, которое выходное напряжение интегратора принимает в режиме сброса.

В режиме выдержки входное сопротивление отсоединяется от интегратора. При этом напряжение на конденсаторе остается практически постоянным, так как входное сопротивление ОУ велико.

Рис. 5.10. Трехрежимный интегратор

В режиме сброса конденсатор вынужден зарядиться или разрядиться до напряжения, определяемой цепью обратной связи R_ос и R₂.

В итоге выражение для U_вых интегратора принимает вид

11. Схема двойного интегрирования

12 Дифференциатор

Схема :

Рис. 2.12

Дифференциатор создает на выходе напряжение, пропорциональное скорости изменения входного

U_вых = - RC 

При дифференцировании усилитель должен пропускать только переменную составляющую входного напряжения и коэффициент усиления дифференцирующей схемы должен возрастать при увеличении скорости изменения входного сигнала.

Ток через конденсатор имеет вид

I_c = C

Напряжение на конденсаторе равно входному напряжению U₁.

Если считать, что ОУ идеальный, то ток через сопротивление ОС можно считать равным току через конденсатор , т. е. I_r= I_с

Но U_вых= R I_r= - R I_c, поэтому U_вых = - RC

Уменьшение реактивного сопротивления Хс с увеличением частоты приводит к тому, что схема дифференциатора имеет высокий коэффициент усиления по отношению к высоко-частотным составляющим на входе, даже если их частота лежит выше полосы частот полезного сигнала.

Схема имеет тенденции к потере устойчивости в той области частот, где частотная характеристика дифференциатора (имеющая подъем 6 дб/окт ) пересекается с имеющей спад 6 дб.окт характеристикой скорректированного уcилителя.

Рис. 2.13

Частотная характеристика разомкнутого контура ОС имеет в некоторой части своего частотного диапазона спад 12 дб/окт, при этих условиях возможно самовозбуждение.