2.2 Синтез преобразователей уровня на оу

Необходимо, чтобы усилитель на ОУ преобразовывал напряжение последующему закону: входному напряжению на 0В должно соответствовать выходное напряжение 2.77В, а входному напряжению 1.265В - выходное напряжение-1.23В.

Т. е. между входным и выходным сигналом должна быть следующая выходная зависимость:

Выходное напряжение усилителя зависит от входных в соответствии с уравнениями:

При и получаем:

Получаем:

Принимаем ; .

2.3 Синтез схемы арифметических преобразователей

Расчет интегратора на ОУ(Y1=инт(Y4))

Для интегрирования сигнала первого канала с постоянной времени используем интегратор на базе операционного усилителя.

Выходное напряжение усилителя зависит от входного в соответствии с уравнениями:

.

_{В связи с тем, что инвертирующий вход имеет потенциальное заземление, выходное напряжение определяется следующим образом:}

Отсюда и выбираем из условия .

Принимаем , .

Используем два ОУ .В первом случае интегрируем значение напряжения, но значение сигнала получится отрицательным, поэтому ставим инвертирующий усилитель с Кu=-1

Расчет сумматора на ОУ (Выполнение Y2=0.4+0.3Х5)

Выходное напряжение усилителя зависит от входных в соответствии с уравнениями:

_{Используем два ОУ. В первом случае суммируем два значения напряжение, но сумматор суммирует со знаком минус, поэтому потом ставим инвертирующий ОУ с Ku=-1.}

Расчет дифференциатора на ОУ (Y3=Диф.(Х1+Х3))

Для дифференцирования сигнала второго канала с постоянной времени используем дифференциатор на базе операционного усилителя.

Выходное напряжение усилителя зависит от входного в соответствии с уравнениями:

_{Используем два ОУ. В первом случае дифференцируем значение напряжения, но значение сигнала получится отрицательным, поэтому ставим инвертирующий усилитель с Кu=-1}

Расчет операционного усилителя, выполняющего вычитание сигналов

₍Y4=0.25(X3-X2))

Для того чтобы отнять два значения напряжения друг от друга используем не инвертирующий ОУ.

Расчет усилителей, выполняющих перемножение сигналов

(Y5=| Y2|*| X4| )

Выберем диод марки КД102Б(Uпрям=1В, Iпрям=50мА)

Для произведения сигналов сначала пустим их на логарифмические усилители, затем на сумматор, после чего проэкспоненцируем используя экспоненциальный усилитель. На вход первого логарифмического усилителя подводим Y2 а на вход второго Х4.

Для логарифмического усилителя:

,

Для первого логарифмического усилителя:

,

Для второго логарифмического усилителя:

,

Подадим полученные сигналы на сумматор:

При получаем:

Подадим полученный сигнал на экспоненциальный усилитель. Выходное напряжение усилителя зависит от входного в соответствии с уравнениями:

Выполнение Y6=0.3Х2-0.7Х3+Х1

Используем два ОУ. Не инвертирующий операционный усилитель, выполняющий вычитание сигналов, вычитает Х3 с Х1, затем используем сумматор, который суммирует Х3-Х1 с Х2, получаем требуемую операцию.