
- •Операционный усилитель. Основные понятия. Коэффициент усиления, коэф. Подавления синфазной составляющей, входные токи, напряжение смещения. Идеальный оу.
- •2.Параллельная отрицательная обратная связь в оу. Примеры: интегратор, дифференциатор, инвертор.
- •3.Последовательная отрицательная обратная связь в оу. Повторитель, неинвертирующий усилитель.
- •4.Дифференциальный усилитель на основе одного оу. Вывод соотношений между сопротивлениями резисторов. Достоинства, недостатки.
- •5. Дифференциальный усилитель с повторителями на входе. Достоинства, недостатки.
- •6. Инструментальный усилитель. Достоинства, недостатки.
- •7.Дифференциальный усилитель на основе двух оу. Достоинства, недостатки. Способ регулировки коэффициента усиления одним резистором.
- •8.«Точный» диод на основе одного оу. Достоинства, недостатки.
- •9.«Точный» диод в схеме с параллельной отрицательной обратной связью.
- •10.Измеритель среднего значения переменного напряжения. Назначение. Порядок расчета.
- •11.Фазочувствительный выпрямитель. Общее положение. Основные свойства.
- •12.Фчв с последовательным ключом. Расчет погрешностей от остаточного сопротивления ключа.
- •13.Фчв с параллельным ключом. Погрешность от остаточного сопротивления ключа.
- •14.Фчв с последователно-параллельным ключом. Достоинства, недостатки.
- •15. Погрешность делителя напряжения от разброса сопротивлений резисторов.
- •16. Погрешность усилителя от разброса сопротивлений.
- •17. Преобразователь напряжение-ток(схема Хауленда).Вывод расчетных соотношений
- •18. Преобразователь напряжение-ток с использованием повторителя напряжения. Расчетные соотношения.
- •19.Влияние напряжения смещения на погрешность оу с отрицательной обратной связью.
- •20.Способы компенсации напряжения смещения. Примеры реализации.
- •21.Погрешность усилителя от влияния входных токов оу. Способы уменьшения влияния входных токов.
- •23.Генератор прямоугольных колебаний на основе одного оу. Расчетные соотношения. Временные диаграммы.
- •24.Генератор прямоугольных колебаний с параметрическим стабилизатором в выходной цепи.
- •25.Генератор треугольных колебаний. Расчетные соотношения. Временные диаграммы. Генератор треугольных напряжений на основе 2-х оу.
- •Генератор треугольных колебаний с симметричной формой.
- •27.Формирователь шим последовательности с использованием генератора треугольного напряжения.
- •28. Генератор синусоидальных колебаний. Усилитель, фазосдвигающая цепь, баланс амплитуд, баланс фаз.
- •29. Генератор синусоидальных колебаний с фазосдвигающей цепью типа r-параллель. Расчетные соотношения. Достоинства, недостатки.
- •30.Генератор синусоидальных колебаний с фазосдвигающей цепью типа с-параллель. Расчетные соотношения. Достоинства, недостатки.
- •31.Генератор синусоидальных колебаний с последовательно-параллельной фазосдвигающей цепью (на основе моста Вина). Расчетные соотношения. Достоинства, недостатки.
- •36.Способы обеспечения баланса амплитуд. Необходимость в нелинейном элементе.
- •37.Обеспечение баланса амплитуд с использованием лампы накаливания. Коэффициент нелинейных искажений. Использование двойного т-образного моста для измерения коэф. Нелинейных искажений.
- •38.Использование полупроводниковых диодов для обеспечения баланса амплитуд на примере генератора с мостом Вина. Расчетные соотношения.
- •39. Структурная схема блока питания. Назначение основных элементов.
- •40. Однополупериодный выпрямитель. Выбор диода. Связь между Um, u0, u. Достоинства, недостатки.
- •41. Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой. Выбор диодов. Связь между Un n, u0, u. Достоинства, недостатки
- •42. Мостовая схема двухполупериодного выпрямителя. Выбор диода. Связь между Un , u0, u. Достоинства, недостатки.
- •43. Сглаживающий фильтр. Расчет фильтрующего конденсатора. Вывод расчетных соотношений
- •44. Параметрический стабилизатор напряжения. Расчет коэффициента стабилизации, выходного сопротивления. Достоинства, недостатки.
- •45. Компенсационные стабилизаторы напряжения. С параллельным и последовательным регулирующим элементом. Структурная схема. Назначение и работа элементов стабилизаторов. Пример исполнения.
- •46. Свойство стабилизаторов 78хх, 79ххю Типовая схема включения. Стабилизатор с изменяемым входным напряжением. Стабилизатор тока Основные характеристики стабилизаторов семейства 78хх 79хх.
- •47. Основные технические характеристики стабилизаторов 78хх на примере 7805.
- •48. Стабилизатор с параллельным регулирующим элементом tl431. Схема включения, основные технические характеристики.
- •49. Импульсные источники напряжения. Структурная схема. Назначение элементов. Достоинства, недостатки.
- •50. Понижающий импульсный источник. Расчетные соотношения.
- •51. Повышающий источник напряжения. Расчетные соотношения.
- •52. Инвертирующий источник напряжения. Расчетные соотношения.
- •53. Универсальная микросхема импульсного стабилизатора мс34063 (33063). Структурная схема. Назначение элементов. Основные технические характеристики.
- •54. Пример понижающего стабилизатора на основе микросхемы мс34063.
- •55. Пример повышающего стабилизатора на основе микросхемы мс34063.
- •56. Пример инвертирующего стабилизатора на основе микросхемы мс34063.
- •57. Измерительные преобразователи для емкостных датчиков. Основные типы емкостных датчиков. Особенности емкостных датчиков. Паразитные емкости.
- •58. Функциональная схема измерительного преобразователя для емкостного датчика с изолированными электродами.
- •59. Функциональная схема измерительного преобразователя для емкостного датчика с заземленным электродом.
- •60. Способ уменьшения влияния паразитных емкостей с использованием защитных электродов и повторителя напряжения. Эквипотенциальное экранирование.
- •61. Функциональная схема измерительного преобразователя для дифференциального емкостного датчика с изолированными электродами.
- •62. Функциональная схема измерительного преобразователя для дифференциального емкостного датчика с заземленным средним электродом.
- •63. Функциональная схема для дифференциального емкостного датчика с ратиометрическим выходным сигналом.
- •64. Индуктивные датчики. Принцип действия. Примеры использования. Измерительные преобразователи
36.Способы обеспечения баланса амплитуд. Необходимость в нелинейном элементе.
При рассмотрении генераторов, до сих пор предполагалось, что колебания возникали, и обеспечивалось точное соблюдение баланса амплитуд. Однако, после подачи питания на генератор, для возникновения колебаний необходимо, чтобы коэффициент передачи превышал единицу, только в этом случае колебания начнут нарастать. Далее на заданной амплитуде колебаний должен быть в точности соблюдён баланс амплитуд. Для этой цели используются нелинейные элементы или цепи автоматической регулировки усиления.
Иногда в качестве нелинейного усилителя используется сам операционный усилитель. Т.е. при подаче пинания на схему генератора в первоначальный момент петлевое усиление генератора больше 1(иначе колебания не возникнут и не нарастут). Амплитуда колебаний начинает нарастать до тех пор, пока пор пока напряжение на выходе ОУ не достигнет насыщения . Начиная с этого момента времени коэффициент усиления по первой гармонике усилителя падает , т.е. автоматически снижается коэффициент усиления или автоматически устанавливается равенство ( поддерживается баланс амплитуд) :
Стабилизация происходит, начиная с момента, когда начинает выполняться баланс амплитуд. Естественно, что в начальный момент после подачи питания коэффициент усиления должен быть больше единицы.
Недостатком данного способа обеспечения баланса амплитуд является значительное искажение формы синусоидального сигнала .Для обеспечения качественного выходного сигнала как правило используются нелинейные элементы.
37.Обеспечение баланса амплитуд с использованием лампы накаливания. Коэффициент нелинейных искажений. Использование двойного т-образного моста для измерения коэф. Нелинейных искажений.
Лампа накаливания представляет собой нелинейный элемент. Пока нить холодная (ток мал) лампа имеет некоторое сопротивление, если ток увеличивается – нить разогревается, и сопротивление её растёт. Пример генератора с использованием лампы накаливания в цепи регулировки коэффициента усиления представлен на рис.9.19.
Рис.9.19. Использование лампы накаливания (ЛН) для обеспечения баланса амплитуд
После подачи питания на генератор сопротивление лампы накаливания мало настолько, что коэффициент усиления усилителя на основе ОУ
,
петлевое усиление
больше единицы (коэффициент передачи
фазосдвигающей цепи равен
).
Колебания начинают возрастать. Ток
через лампу увеличивается, нить
разогревается, её сопротивление растёт,
а коэффициент усиления падает. Начиная
с определённой амплитуды (при правильно
рассчитанной схеме), сопротивление
лампы становится таким, что коэффициент
усиления усилителя становится равным
3. Колебания перестают нарастать. Если
по какой-либо причине колебания упали,
сопротивление нити лампы накаливания
снизится, что приведёт к повышению
петлевого усиления, т. е. к возврату
амплитуды колебаний до заданного уровня.
Следует отметить, что тепловая постоянная
времени лампы накаливания должна быть
намного больше периода формируемых
колебаний. На основе таких генераторов
удаётся получить высокое качество
синусоидального напряжения. Коэффициент
нелинейных искажений легко получить
на уровне
.
Недостатком данного способа является
значительное потребление генератора
и подверженность амплитуды колебаний
влиянию температуры окружающего воздуха.
Двойной Т-образный мост при входной частоте настройки . Потенциалы а и в равны .
Коэффициент гармоник:
Кроме рассмотренных существуют различные типы других генераторов. На фиксированную частоту необходимо получить крайне прецезионную форму или крайне низкий коэффициент гармоник .
Традиционный подход для построения таких генераторов состоит в следующее: формируется генератор ,прямоугольных колебаний с амплитудной стабилизацией, далее формируется избирательный усилитель с высокой добротностью.