45. Иу на одном оу с регулировкой коэффициента усиления. Порядок расчета и моделирования в системе Micro-Cap.

В случае, когда необходимо использовать дифференциальный вход и иметь возможность регулировки усиления по напряжению, можно использовать схему,

Подставим полученное выражение в (*):

;

,

где ρ < 1 – коэффициент, соответствующий углу поворота движка потенциометра R₂.

При изменении ρ в диапазоне 0…1 знак выходного напряжения не изменяется.

Недостатком схемы является то, что введенная цепь регулировки усиления дополнительно ухудшает КОСС_ИУ.

Схема усилителя усиливает дифференциальный входной сигнал c коэффициентом Kд:

Kд=(2R2(1+1/))/R1.

где коэффициент, соответствующий углу поворота движка потенциометра R2.

Следовательно, для моделирования худшего случая нужно принять ТКС резистора R2 и R1 максимальным по модулю и противоположным по знаку.

Принимаем =1 и зададимся значением резистора R1:

тип: С5-53В,Pном-0.125 Вт, ряд E192, допуск 0.05%, ТКС:

+-10E-6 [1/град С] при tC=(-60...+70)град С

Рассчитываем значения резистора R2:

С учетом выбранных номиналов резисторов коэффициент усиления составит:

С учетом выбранных номиналов резисторов полезный сигнал на выходе ИУ будет равен:

2.1 Погрешность моделирования по выходу ИУ :

Значение полезного сигнала на выходе :

Погрешность по выходу полезного сигнала:

(%)

2.2 Погрешность моделирования по коэффициенту ослабления синфазного сигнала (КОСС):

Для определения погрешности по КОСС необходимо определить коэффициент усиления схемы по дифференциальному и по синфазному сигналу. Коэффициент усиления дифференциального сигнала находится как отношение значения выходного полезного сигнала к входному. Коэффициент усиления синфазного сигнала находится как отношение значения выходного синфазного сигнала к входному. Дифференциальный и синфазный сигнал необходимо подавать по очереди, как показано на рисунке.

коэффициент усиления диф. сигнала:

коэффициент усиления синфазного сигнала:

Тогда реальный КОСС схемы равен:

46.Иу на двух оу без синфазного сигнала на входах оу – достоинства и недостатки схемы. Порядок расчета и моделирования в системе Micro-Cap.

В данной схеме ОУ1 работает как инвертирующий усилитель, а ОУ2 – как инвертирующий сумматор.

.

При соблюдении условия , ; .

Коэффициент усиления можно регулировать при помощи резистора R₄.

Достоинства схемы:

1) ОУ1 и ОУ2 работают без синфазного сигнала на входах (инвертирующий усилитель нечувствителен к КОCС ОУ);

2) в этой схеме можно значительно увеличить синфазное входное напряжение. Ограничения только следующие:

, .

Недостатки схемы:

1) выходные сопротивления источников U_вх1 и U_вх2 влияют на коэффициент усиления схемы и снижают КОСС_ИУ;

2) низкое входное сопротивление (R₁ для источника сигнала U_вх2 и R₅ для источника сигнала U_вх1);

3) плохие частотные свойства, так как сигналы U_вх1 и U_вх2 попадают в точку суммирования с разной задержкой. При измерении ВЧ-сигналов необходимо выбирать ОУ1 и ОУ2, имеющие высокую скорость нарастания выходного сигнала ( );

4) различная глубина ООС усилителей ОУ1 и ОУ2, что также ухудшает частотные свойства.

- вид синфазного сигнала (помехи):

частота синфазного сигнала (помехи):

- допустимая погрешность ИУ по Kд (%):

- ограничение по входному сопротивлению ОУ:

1.Расчет элементов схемы:

Схема усилителя усиливает дифференциальный входной сигнал c коэффициентом Kд:

Kд=R4/R5.

Следовательно, для моделирования худшего случая нужно принять ТКС резистора R4 и R5 максимальным по модулю и противоположным по знаку.

Дифференциальный коэффициент усиления равен отношению резисторов R4 и R5 при условии

соблюдения соотношения:

R2/R3=R1/R5

Рассчитываем значения резисторов R2 и R4:

Рассчитываем значения резисторов R6 и R7, преднозначенных для симметрирования ОУ:

С учетом выбранных номиналов резисторов коэффициент усиления составит:

С учетом выбранных номиналов резисторов полезный сигнал на выходе ИУ будет равен:

2.1 Погрешность моделирования по выходу ИУ :

Значение полезного сигнала на выходе :

Погрешность по выходу полезного сигнала:

(%)