Функциональные схемы на оу Основное соотношение

Будем полагать, что ОУ обладает свойствами идеального ОУ. Основным видом ООС является параллельная отрицательная обратная связь по напряжению с включением дополнительного сопротивления. Обобщенная схема ОУ с ООС представлена на рисунке

Учитывая виртуальные нули ОУ, имеем:

Отсюда

Таким образом, коэффициент передачи схемы равен

Он определяется только внешними сопротивлениями; следовательно, можно реализовать любое заданное значение, поэтому этот тип схемы называется инвертирующим масштабным усилителем.

Повторитель напряжения

Инвертирующий сумматор с заданным весовым коэффициентом

Так как ОУ работает в линейном режиме, то для определения Uвых может быть использован метод суперпозиции: можно Uвых получить как сумму Uвых,n .Учитывая тот факт, что входной ток ОУ равен нулю, имеем , Таким образом,

Сумматор можно было бы выполнить и без применения ОУ. Однако в этом случае результат зависел бы от сопротивления нагрузки, а Uвых получилось бы значительно меньшим любого из Uвх.

Выходное сопротивление очень мало

Неинвертирующий усилитель

Эта схема называется неинвертирующим масштабным усилителем. Так как здесь напряжение обратной связи подводится к инвертирующему входу, а сигнал подается на неинвертирующий вход, входное сопротивление схемы оказывается очень высоким.

Вычитатель

следовательно, , т.е. схема выполняет операцию вычитания.

Линейная комбинация входных сигналов.

В некоторых случаях необходимо складывать и вычитать сигналы с различными весовыми коэффициентами. Комбинируя схемы вычитателя и сумматора можно получить соответствующие устройства.

что означает линейную комбинацию сигналов с заданными коэффициентами.

Интегратор

Дифференциатор

Работу дифференциатора можно проанализировать как интегратора

Логарифмирующий и антилогарифмирующий усилители

ВАХ диода при UД>0 описывается уравнением

Исходя из равенства имеем

Для Uвх<0 следует изменить полярность включения диода. Установкой последующего масштабного усиления можно изменять основание логарифма. Для схемы рис.14,б имеем

т.е. схема выполняет операцию антилогарифмирования.

Избирательный усилитель:

Компаратор.

ФАЗОВРАЩАТЕЛИ

С помощью схемы можно менять фазу выход­ного напряжений по отношению к входному от —  до — 2, в зависимости от частоты; при этом амплитудная характеристика фазовращателя не зависит от частоты. Если поменять местами R и С, то фазовый сдвиг можно менять от 0 до —  а функции частоты.

При постоянной частоте и изменении сопротивления резистора R в пределах x_С>R>x_С фаза выходного напряжения будет ме­няться в указанных пределах при по­стоянной амплитуде выходного напря­жения.

Фазовращатель с амплитудной характеристикой, не зависящей от частоты.

Рис. 7.8.14. Базовые структуры ФНЧ второго порядка (а), ФНЧ пер­вого порядка (б), ФВЧ третьего порядка (в).