37. Операц. Усилитель, внешние цепи.

В операционных усилителях используются внешние цепи: а) цепи коррекции частотной характеристики – частотно-зависимые RC-цепи; б) цепи балансировки для установки нулевого напряжения на выходе при нулевом входном; в) цепи защиты: 1) от пробоя на входе при высоком входном напряжении; 2) от КЗ на выходе включается последовательно резистор примерно 400 Омов; 3) от переполюсовки источника питания при неправильной полярности включения; 4) от перенапряжения источника питания; г) цепи обратной связи.

38. Операц. Усилитель с отриц. Обратной связью.

Обычно в ОУ используется отрицательная обратная связь, т.к. без нее даже при U_вх.диф=0 коэффициент усиления стремится к бесконечности  и U_вых может достичь предельного значения. Отрицательная обратная связь позволяет создать схему с заданными функциями, достичь нужного коэффициента усиления, повысить стабильность и устойчивость схемы, добиться необходимых R_вх и R_вых , уменьшить линейные и нелинейные искажения.

3 9. Инвертирующий усилитель.

K_дф→∞, R_вх→∞, U_вхдф= . Т.к. K_дф→∞, то U_вхдф→0. Следовательно точку А можно считать закороченной на землю. По 1 закону Кирхгофа I₁= I_вх+ I_ос, а т.к. R_вх→∞, то I_вх→∞ и I₁= I_ос. Определим коэффициент усиления инвертирующего усилителя => Коэф. усиления не зависит от параметров ОУ, а определяется только видом обратной связи.  Здесь имеет место параллельная отрицательная обратная связь по напряжению. Если , то усилитель является инвертором. Для уравнивания входных токов ставится резистор R, который определяется как параллельно соединенные R_ос и R₁

.

40. Неинвертирующий усилитель.

Цепь R_ос–R₁ создает последовательную отриц. обратную связь (ООС) по напряжению. Входной сигнал подается на неинвертирующий вход. Допустим, что выполняются условия K_дф→∞ и R_вх→∞, U_вхдф→0. Согласно R_вх→∞ I_вх=0. Из рисунка U_вх = I₁R₁,  U_вых = I₁ (R₁+R_ос), тогда коэффициент усиления неинвертирующего усилителя равен  . Если R_oc=0 и R_вх=∞ => K_U=1, то это повторитель напряжения. Имеет место 100% последовательная ООС по напряжению. Сигнал на выходе повторяет входной сигнал.

41. Сумматор инвертирующий.

, так как , Если , то .

42. Интегратор.

. Ток через конденсатор равен , входной ток – . Так как выполняется условие (2.2),  и . Следовательно, ; . Отсюда, проинтегрировав, получим  .  линейно зависит от , т.е. схема интегратора является простейшей схемой генератора линейно изменяющегося напряжения.

4 3. Дифференциатор.

Ток через R_ос  равен , ток через емкость С  равен .

Т.к. входной ток равен нулю, то и  . Отсюда .

44. Операц. усилитель в нелин. режиме.

П ри  ОУ работает в нелинейном ключевом или импульсном режиме. При подаче напряжения на один из входов ОУ передаточная х арактеристика по второму входу смещается на это же значение.

Например, на неинвертирующий вход  ОУ подано напряжение U_оп, тогда характеристика по инвертирующему входу (кривая 1) сместится на значение U_оп вправо (кривая 2).

45. Компаратор.

К омпаратор аналоговый применяется для сравнения аналогового сигнала с опорным напряжением. На рис. на неинвертирующий вход подано  опорное напряжение U_оп, на инвертирующий вход - аналоговый сигнал U_вх. При этом выполняются условия: если: U_вх< U_оп, т о   , если:U_вх> U_оп, то   . При равенстве U_вх=U_оп,  U_вых= 0. Так как коэффициент усиления ОУ сотни тысяч, то выход компаратора переключается на противоположное значение. Приведены временные диаграммы входных и выходного напряжений компаратора, которые иллюстрируют его работу.