25. Опишіть призначення і роботу операційних підсилювачів.

Операці́йний підси́лювач — підсилювач постійного струму з диференційним входом, що має високийкоефіцієнт підсилення. Призначений для виконання різноманітних операцій над аналоговими сигналами, переважно, в схемах з від’ємним зворотним зв’язком (ВЗЗ). Операційні підсилювачі застосовуються в різноманітній геофізичній апаратурі - де необхідно підсилювати сигнали, в яких є постійна складова.

В даний час ОП отримали широке застосування, як у вигляді окремих мікросхем, так і у вигляді функціональних блоків - у складі складніших мікросхем. Така популярність обумовлена тим, що ОП є універсальним блоком з характеристиками, близькими до ідеальних, на основі якого можна побудувати безліч різноманітних електронних вузлів.

Роботу ОП розглянемо на прикладі І40УД7.

Він двокаскадний, має складний вхідний диференційний каскад на VT1-VT4 іVT6-VT8 з вмиканням транзисторів за схемою СК-СБ-СЕ. Вхідні емітерні повторювачі (каскади з СК) на VT1, VT6 працюють у режимі мікрострумів, забезпечуючи тим самим великий вхідний опір ОП. Вони є джерелом сигналу для каскадів з СБ на VT2, VT7, їх колекторними навантаженнями є динамічні навантаження – джерела струму на VT3, VT8 (як відомо, з боку колектора, через незначний нахил статичних вихідних ВАХ, транзистор має опір у сотні кілоом, а реально можливі опори резисторів у інтегральному виконанні сягають тільки десятки кілоом). Оскільки значення коефіцієнта підсилення за напругою пропорційне опору колекторного навантаження, це дозволяє отримати підсилення у декілька сотень разів вже у першому каскаді.

Рисунок 3.31 – ОП типу 140УД7

Вихідний каскад на транзисторах VT23, VT24 працює у режимі класу АВ. Захист каскаду від перевантажень забезпечують транзистори VT21, VT22, що вмикаючись напругою датчиків струму R₁, R₁₀ (якщо вона перевищує приблизно 0,6 В), шунтують емітерні переходи транзисторів VT23 i VT24.. Решта елементів забезпечує додаткове підсилення та узгодження диференційного каскаду з вихідним.

26. Дайте характеристику використання п’єзокерамічного та магнітопружного перетворювача.

Дія п'єзоелектричних перетворювачів базується на явищі п'єзоефекту, який виникає у результаті взаємозв’язку між електричним і механічними властивостями деяких діелектричних матеріалів, які називаються п’єзоелектриками. Розрізняють прямий і зворотний п’єзоелектричні ефекти.

Прямий п'єзоефект відбувається виникненням електричних зарядів на гранях п’єзоелектриків під впливом механічної напруги і зникненні зарядів після зняття зовнішнього навантаження.

Зворотний п’єзоефект відбувається у зміні форми і геометричних розмірів п’єзоелектриків, які розташовані у електричному полі.

П’єзоелектричні перетворювачі можуть використовуватись для виміру динамічних навантажень, деформацій, переміщень і тому подібне. У промисловій геофізиці п’єзоелектричні перетворювачі використовують для вивчення характеристик поширення пружних коливань у присвердловинному просторі. В апаратурі акустичного каротажу п’єзоелектричні перетворювачі використовують переважно у якості приймачів пружних хвиль. У свердловинному акустичному телевізорі, а також акустичних каверномірах і профілемірах вони використовуються, як випромінювачі і приймачі.

Робота магнітопружних перетворювачів базується на явищах, що виникають у результаті взаємодії між магнітними і механічними станами феромагнітних тіл, що зазвичай об'єднуються під назвою магнітопружні явища.

Розрізняють власне магнітопружний ефект – зміна магнітних властивостей феромагнітних тіл під впливом механічних деформацій. При магнітопружному ефекті дія зовнішньої сили Р, яка викликає у феромагнітному тілі механічну напругу, що обумовлює зміну магнітної проникності , у феромагнетику. Основне призначення магнітопружних перетворювачів – це збудження і прийом пружних коливань, тому вони широко застосовуються у апаратурі акустичного каротажу та інших пристроїв, заснованих на вивченні розповсюдження пружних хвиль. У свердловинній акустичній апаратурі магнітострикційні перетворювачі використовуються як джерела пружних коливань.

На застосуванні власне магнітопружного ефекту базується робота апаратури, яка визначає місця прихвату у свердловині бурильних і насосно-компресорних труб.