Вопрос 28: Источники стабилизации напряжения на оу.

1. Источник постоянного стабилизирующего напряжения

U_оп = – U_ст (R₃ / R₂).

U_оп – опорное напряжение.

Вопрос 29: Усилители на оу с избирательными свойствами (активные фильтры).

Усилители с избирательными свойствами (активные усилители).

Назначение – преобразовать форму сигнала путем изменения частотных характеристик (спектра) этих сигналов.

Типы:

• ФНЧ

• ФВЧ

• ПФ

• РФ

АЧХ:

k_преобр k_преобр k _преобр k_преобр

_{f гр f гр f гр1 f гр2 f гр1 f гр2}

Если фильтры на основе RLC – пассивные, то на основе ОУ – активные.

Активные фильтры на сравнительно низких частотах.

k_ОУ = F (f) – определяет избирательные свойства фильтра. Точка аппроксимации опреде­ляется выбором порядка фильтра в зависимости от аппроксимирующего полинома.

Примеры однозвенных фильтров:

ФВЧ:

k_п = – R₂ / (R₁ + 1/jωC) = – R₂ / (R₁ jωC +1) = – R₂ jωC / 1 + R₁ jωC = – R₂ R₁ jωC / R₁(R₁ jωC +1) = – R₂ jωC / R₁.

τ = R₁C

Логарифмическая АЧХ (ЛАЧХ):

ω₁ τ₁= 1

20 log (R₂ / R₁)

f₁

lgf

f₁ определяется в точке, где пересекаются асимптоты.

f₁ = ω₁ / 2π = 1 / 2π R₁C

ФНЧ:

K_п = (R₂ || 1/jωC) / R₁ = – R₂ / R₁ (1 + jωCR₂)

τ = R₂C

ЛАЧХ:

20 log (R₂ / R₁)

3 дб

f₂

f₂ = ω₂ / 2π = 1 / 2π R₂C

ПФ (объединение ФНЧ и ФВЧ):

f₁

f₂

20 log (R₂ / R₁)

Фильтры 1 порядка имеют малую крутизну спада, плохие избирательные свойства. Улуч­шают свойства либо последовательным включением идентичных каскадов, либо за счет введения дополнительных цепей.

На практике звенья уравнения 2 порядка:

С удешевлением ОУ и повышением уровня интегральных стали выпускать ИМС с не­сколькими активными фильтрами в одном корпусе.

Вопрос 30: Логарифмические и антилогарифмические усилители.

Большой класс функциональных устройств, в которых требуемые характеристики преоб­разования получают за счет включения в схему нелинейных элементов или используя управляемые усилители.

1. логарифмические усилители

Роль нелинейных элементов выполняет транзистор, у которого режим работы выбран ток, что ВАХ близка к логарифмической:

В АХ эммиторного перехода:

U_бэ = N ln I_э / I_бэ0

I_э = U_вх / R

I_бэ0 – обратный ток эммиторного перехода (можно пренебречь).

U_бэ = U_вых

U_вых = N ln U_вх / RI_бэ0 = N lnU_вх / R – N ln I_бэ0 = N lnU_вх / R

Если изменить положение нелинейного элемента, включить его вместо R, получим анти­логарифмический усилитель.

Н

Антилогарифмическое устройство

а основе таких нелинейных устройств можно выполнить, например, умножение двух сигналов.

l

ln U₁

ln U₂

Суммирующее устройство

n U₁

ln U₁ + ln U₂ = ln U₁ U₂ U₁ U₂

ln U₂

ОУ

ln U₁ – ln U₂ = ln U₁ / U₂

Схема извлечения корня:

ln

ОУ

Антилогарифмическое устройство

U ₁ ln U₁ ½ ln U₁ = ln √U₁ √U₁

Часто вместо транзисторов логарифмические диоды. Если сделать соответствующий под­бор транзисторов и диодов по АВАХ, можно получить точность до 0.2 %.

Для повышения помехоустойчивости таких схем, чтобы наводки не искажали результат, последовательно нелинейным схемам в цепи ОС включают конденсаторы. При этом сни­жаются k_у по переменному току, и наводки на высокочастотных цепях не усиливаются.

2. амплитудные модуляторы

Это аналоговые умножители двух сигналов переменного тока.

(см. Гусев схему 1 амплитудного модулятора).

Усилитель, включенный в цепи усиления колебания несущей частоты, перепрограммиру­ется по управляющему входу по передаваемому сигналу.