7 Контрольні питання

1. Де застосовуються підсилювачі постійного струму (ППС)?

2. Чому дорівнює коефіцієнт підсилення диференційного підсилювача?

3. Що таке дрейф і як його зменшити?

4. Які сигнали підсилює, а які ослаблює диференційний каскад з симетричним виходом?

5. Що таке коефіцієнт послаблення синфазного сигналу і як його визначають?

6. Для чого призначений генератор стабільного струму (ГСС)?

8 Література

8.1 В.І. Бойко, А.М. Гуржій, В.Я. Жуйков та ін, «Схемотехніка електронних систем: У 3 кн. Кн.1. Аналогова схемотехніка та імпульсні пристрої: Підручник – К.: Вища шк., 2004. – 366 с.

8.2 Ю.П. Колонтаєвський, А.Г. Сосков, “Промислова електроніка та мікросхемотехніка: теорія і практикум.».- К.: «Каравела», 2003. – 368 с.

8.3 В.И. Лачин, Н.С. Савелов, „Электроника: Учеб.пособие. 4-е изд. – Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2004. – 576 с.

8.4 Мілих В.І., Шавьолкін О.о. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка: Підручник. За ред. В.І. Мілих. – К.: Каравела, 2007. – 688 с.

Лабораторна робота № 2

Дослідження роботи диференціатора та інтегратора на операційному підсилювачі

1 Мета роботи: Вивчення особливостей роботи диференціатора та інтегратора на операційному підсилювачі і побудова його часових діаграм

2 Апаратура та прилади: ПЕОМ, програма Electronics Workbench

3 Схема дослідження:

Рисунок 1 – Схема для дослідження інтегратора

Рисунок 2 – Схема для дослідження диференціатора

4 Основні теоретичні положення

Операційними підсилювачами (ОП) називають підсилювачі постійного струму, з високим коефіцієнтом підсилення і з глибоким від'ємним зворотним зв'язком (ВЗЗ). Від’ємний зворотній зв’язок в операційному підсилювачі утворюється ланкою, що передає частину вихідного сигналу на інвертуючий вхід ОП.

Інтегратори (інтегруючі підсилювачі) – це пристрої, що реалізують функцію інтегрування, і виконуються шляхом введення в ланку ВЗЗ інвертуючого ОП конденсатора С (рис. 1).

Вихідна напруга дорівнює: ,

де RС=τ – постійна часу.

Тривалість інтегрування визначається часом перехідного процесу, який виникає в ланці RС при поданні вхідної напруги, а швидкість інтегрування, тобто нахил прямої, визначається сталою часу RС=τ.

Постійна часу повинна приблизно дорівнювати періоду інтегрування сигналу.

Якщо вхідна напруга є незмінною за величиною u_ВХ= U, то при подачі на вхід постійної напруги струм, який заряджає конденсатор, має постійну величину Uвх/R1, і конденсатор заряджається рівномірно, а вихідна напруга зростає лінійно, і буде пропорційна до тривалості часу інтегрування t:

,

де t – час тривалості сигналу постійного рівня напруги.

Рисунок 3 – Часові діаграми інтегрування в ОП

Недоліком схеми інтегратора є дрейф вихідної напруги. Це небажане явище можна послабити, якщо паралельно конденсатору С підключити резистор R2 з більшим опором

Якщо вхідна напруга є знакозмінною, то напруга на виході інтегратора буде пилкоподібною, що використовується в генераторах лінійно-змінної напруги.

Коефіцієнт підсилення інтегратора ,

Аналоговий інтегратор таким чином є аналогом фільтру низької частоти (ФНЧ) з коефіцієнтом підсилення, який знижується з ростом частоти.

Диференціатори (диференціюючі підсилювачі) – це пристрої, що реалізують функцію диференціювання, і виконуються шляхом подання вхідного сигналу на інвертуючий вхід через конденсатор відповідної ємності і введенням в ланку ВЗЗ ОП резистора R (рис.2).

Від схеми інтегратора схема диференціатора відрізняється зміною розташування резистора і конденсатора.

, де - постійна часу.

Рисунок 4 – Часова діаграма диференціювання в ОП

У диференціаторі з ростом частоти напруга ВЗЗ зменшується і коефіцієнт підсилення зростає . Диференціатор є аналогом фільтру високої частоти. Недоліком схеми диференціатора є схильність до самозбудження і надміру велике підсилення на високих частотах. Для знешкодження цих небажаних явищ послідовно з конденсатором включають резистор R невеликого опору.