2.2.4.2 Примеры схем на оу:
Инвертирующий усилитель
Параллельно ООС поU
Для
узла
1 R
I =I =0
тогда
I
=I
=
При
К
напряжение на входе ОУ U
=
В
связи с чем
=-
К
=
=-
Выбор R =R когда К =-1 придает схеме свойство инвертирующего повторителя напряжения (инвертора сигнала).
Т.к.
U
;
R
=R
;
R
=
2. Неинвертирующий усилитель.
Содержит последовательное ООС по U
В силу равенства напряжение между входами U (К )
U
=U
К =1+
при R =0 и R = - схема повторителя
ЭП
R неинвертирующего усилителя R = R по неинвертирующему входу велико; R
3. Преобразователь тока в напряжение.
I
=I
=-
;
U =- I *R
Малое R и R - важное преимущество схемы при ее использовании для преобразования тока источника сигнала в напряжение.
4. Инвертирующий сумматор.
R
=R
=R
=-R
<<R
При I =0
I =I +I +…+I
U
=-(U
+U
+…+U
)
Суммирование может производится и с разными коэффициентами для каждого слагаемого
U
=-(
U
+
+…+
)
5. Неинвертирующий сумматор.
При U =0
U
=U
=
U
U - напряжение на неинвертирующем входе
U - напряжение на инвртирующем входе
Т.к.
R
,
I
+
+…+
=0
U +U +…+U =n U
U
=
(U
+U
+…+U
)
Выбор параметров производят, исходя из равенства единице первого сомножителя в правой части выражения
=1
6. Интегратор.
R
,
Ic=Ir
-C
=
U
=-
где
U
- выходное напряжение при t=0
Изменение выходного напряжения при наличии единичного скачка на входе
т.к.
при t=0
U
и U
,
то U
=-
при
=RC=1c
интегрирование осуществляется в реальном
масштабе времени.
Масштаб интегрирования выбирают так, чтобы к концу проведения этой операции U не достигло предельного значения U . В противном случае интегрирование будет выполнено неверно.
На основе интегратора строятся генераторы линейно изменяющегося напряжения.
7. Дифференцирующий усилитель.
U
=-Rс
Лекция№15
2.2.5 Генераторы гармонических колебаний(аг).
Это устройство, преобразующее энергию источника питания в источник идеальных синусоидальных колебаний.
Структурная схема
Это
усилитель, охваченный положительной
О.С. при петлевом усилении
условия, обеспечивающие в АГ незатухающие колебания
т.к.
К и В – комплексные величины,
2 Условие – условие баланса амплитуд
условие
баланса фаз
Условие баланса амплитуд означает, что потери энергии в АГ восполняются энергией от источника питания с помощью цепи с положительной О.С. (П.О.С.)
Условие баланса фаз – что в схеме существует П.О.С.
Появившиеся
по какой либо причине на входе Y
слабые колебания усиливаются Y
в К раз и ослабляются в
раз цепью ОС снова попадают на вход Y
в той же фазе, но с большей амплитудой.
Далее процесс повторяется, что соответствует:
По
мере роста амплитуды Uвх
Y
из-за нелинейности его амплитудной
характеристики, которая при больших
Uвх
имеет участок насыщения К начинает
уменшаться и
становятся
равным
1
При этом появляються колебания с постоянной и автоматически поддерживаемой амплитудой, что соответствует установившемуся режиму автоколебаний.
Причём
min
нелинейные искажения сигнала при
В цепи ОС должен быть частото-зависимый элемент (схема).
Если условие баланса выполняется для одной частоты, то колебания возникнут на этой частоте.
АГ могут быть: RC или RL автогенераторы
1) RC – АГ в качестве цепи ОС используют мост Вина, 3-х звенные RC или CR цепи.
Трудноперестраеваемые, обычно выдают колебания на одной фиксированной частоте.
RC – АГ строятся для частот 10Гц – 10мГц. Их преимущества (малые габариты и стоимость) перед LC – АГ проявляются на низких частотах.
2) LC – АГ используют в цепи ОС
LC – колебательный контур
