53) Принцип работы аналогового компаратора и его параметры.

Компаратор предназначен для сравнения аналоговых сигналов при этом один из них опорный (U_ОП) второй изменяющийся или входной сигнал.При равенстве сигналов напряжение на выходе резко изменяется. Принцип действия основан на определениях работы идеального ОУ. Речь идет о том, что К_U идеального ОУ стремится к бесконечности. В роли компаратора используют ОУ без ООС. В момент равенства сигналов U_ВХ= U_ОП разность сигналов равна нулю, но этого достаточно при К_U→∞ иметь на выходе большой сигнал, который ограничивается величиной питающего напряжения. Компараторы широко применяются в автоматике (напр. автоматическое включение освещения).

Тот сигнал , который в данный момент больше (U_ВХ или U_ОП) влияет на знак выходного напряжения , а именно определяет знак ориентируясь по входам. До точки А (U_ВХ<U_ОП) поэтому U_ОП определяет знак на выходе (+U_НАС) в точке А равенство сигналов. В момент равенства сигналов и чуть- чуть больше U_ВХ на выходе происходит скачек до U_НАС минус. От точки А до точки В входное напряжение больше U_ОП поэтому на выходе скачка нет(U_НАС минус). В точке В сигналы равны происходит скачек на выходе в сторону +U_НАС. На схеме нарисован идеальный вариант коммутации прямоугольных импульсов . Реально в момент коммутации требуется небольшое время для рассасывания зарядов в транзисторе( в схемах указывается это время). Компараторы используются для сравнения разнополярных сигналов на входе.

54) Принцип работы инвертирующего сумматора и его параметры.

Для выполнения сложения используют оба входа ОУ, причём по не инвертирующему входу осуществляют сложение, а по инвертирующему входу вычитание.

Схема

При рассмотрении теории исходим из предыдущих утверждений что идеальный ОУ имеет очень большое усиление поэтому разность входных сигналов равна нулю(виртуальный ноль) I_ВХ=0 поэтому I₁+I₂+I₃=I_ОС I₁=U₁/R₁; I₂=U₂/R₂; I₃=U₃/R₃; I_ОС=- U_ВЫХ/R_ОС пользуясь первым законом Кирхгофа и подставляя значения тока: U_ВЫХ=-( U₁*(R_ОС/R₁)+ U₂*(R_ОС/R₂)+ U₃*(R_ОС/R₃).Если брать разные сопротивления R_ОС и R₁ то в этом случае учитывается масштабный коэффициент. На выходе получается инвертируемая сумма входных напряжений если R₁≠ R₂≠ R₃ то на выходе получается сумма с различными масштабными коэффициентами. Инвертирующий сумматор объединяет в себе функции сумматора и усилителя при сохранении простоты схемы. Резистор R на не инвертирующем входе служит для компенсации сдвига нуля на выходе ОУ вызванного временными и температурными колебаниями входного тока.

55) Принцип работы не инвертирующего сумматора и его параметры.

Назначение его такое же как и инвертирующего сумматора только без инверсии суммы входных напряжений. Т.к. при U_О=0, U_ВХ.ИНВ.=U_{ВХ.НЕ ИНВ.} Поэтому можем записать следующие логические выражения. Т.к. U_О=0, U_Н=(R/ R_ОС+R)* U_ВЫХ. Учитывая что входное сопротивление ОУ с не инвертирующим входом равно бесконечности Входной ток равен нулю(I₁+I₂+I₃=0). =>

(U₁-U_Н)/R+(U₂-U_Н)/R+(U₃-U_Н)/R=0, U₁+ U₂+ U₃= n*(R/R_ОС+R)* U_ВЫХ=> U_ВЫХ= (R_ОС+R/nR)*( U₁+ U₂+ U₃) где n-число входов.