32 Розрахувати неінвертуючий підсилювач на операційному підсилювачі з коефіцієнтом передачі 25. Розрахувати номінальні значення всіх резисторів, навести принципову схему.

О пераційні підсилювачі широко застосовуються для обробки аналогових сигналів – підсилення, сумування, віднімання та ін. Кожний операційний підсилювач обов’язково має два входи – не інвертуючий та інвертуючий а також вихід.

При необхідності отримання неінверсного сигналу вхід підключається до неінверсного входу, а також створюється дільник напруги на резисторах та , який забезпечує необхідне значення напруги на інверсному вході відносно напруги на виході схеми. Коефіцієнт підсилення в такому випадку рівний відношенню опору резистора зворотнього зв’язку до опору резистора .. Так як в умові не вказано значення опору навантаження, або необхідний вхідний опір, то обираємо значення опорів довільно. Нехай, буде рівний 250кОм, тоді для забезпечення необхідного коефіцієнту передачі .

Отже, для забезпечення коефіцієнту передачі 10 необхідно використати такі номінали резисторів: .

При температурах t1=0 С і t2=80 С значення опору терморезистора ММТ1 складають 2,2.10⁴ Ом і 2.10³ Ом. Визначити коефіцієнт В, якщо функція Rt залежності опору від температури має наступний вид: Rt=Ro. exp(B/T), де T – абсолютна температура, Ro – коефіцієнт. ММТ1 – терморезистивний перетворювач напівпровідникового типу. Т=273+t – температура в Кельв.

Виходячи з даних задачі можемо записати систему рівнянь для визначення невідомих коефіцієнтів:

5. При температурі 80 С значення опору терморезистора ММТ1 складає 2.10³ Ом. Обчислити опір терморезистора при температурі 20 С, якщо функція Rt залежності опору від температури має наступний вид: Rt=Ro. exp(B/T), де T – абсолютна температура, Ro – коефіцієнт, В=3.10³ К. ММТ1 – терморезистивний перетворювач напівпровідникового типу. Т=273+t – температура в Кельв.

Виходячи з даних задачі можемо записати систему рівнянь для визначення невідомого коефіцієнта:

2*10³=R0*exp(3*10³/(273+80))

Звідки: 2*10³=R0*exp(3*10³/(273+80)) R0=0.408

Опір терморезистора при температурі 20 С буде R₂₀=0.408*exp(3*10³/(273+20))=1.141*10⁴ Ом

П латиновий термометр опору включений в не зрівноважене мостове коло. Визначити похибку, що обумовлена ненульовим опором лінії зв’язку від термометра до мостового кола, при вимірюванні температури 80 С. Нарисувати схему включення. Опір термометра при 20 С, а також опори в плечах моста складають по 100 Ом, ТКО платини 0,0039 Ом/С, сумарний опір обох провідників, що складають лінію, 10 Ом.

U_вих

R

R

R

R_L1

R_L2

R_L3

R_x

R_л1

R_л1

t=80 ⁰C, R=100 Ом,

Ом/⁰C, R_L1= R_L2=5 Ом.

Абсолютна похибка δ=19,1-16,1=3

Відносна похибка

ε=

5 . t=80 ⁰C, R=100 Ом, . Ом/⁰C, R_L1= R_L2=5 Ом

U_вих=U_вх((R_x+ R_L1)/ (R_x+ R_L1+R)-( R_L2+R)/( R_L1+R+R))=

=U_вх((123.4+5)/(123.4+5+100)-(100+5)/(100+5+100))=U_вх0.05

Абсолютна похибка δ=20-19=1

Відносна похибка

ε=

Визначити граничне значення коефіцієнта підсилення розімкнутої САУ з наступною функцією пердачі:

де k - передаточний коефіцієнт; Т₁=0,01 - постійна часу ланок;

ξ₁=0,1 - коефіцієнт демпфування коливних ланок. де T₂=1 c; T₁=0,2 c та =0,4. Т²=1, 2ξ₁Т₁=0,2*0,4*2.

Використовується критерій стійкості Гурвіца. З коренів характеристичного рівняння складають матрицю. Критерій формулюється так: щоб система була стійкою, необхідно і достатньо при а0>0 мати додатніми всі діагональні визначники матриці.

D(s)=1s²+0.16s+1+k тут a2=1, a1=0.16, a0=1+k

Визначник буде виглядати так

в іншій формі

Прирівняємо визначник до 0 і визначимо k.

d=0.16*(1+k)-1=0 звідси к=(1-0,6)/0,16=5,25.

R_x - ? C_x - ?

R₂=R₄=100 Oм R₃=10⁴ C₃ =1мкФ

Умова рівноваги

Z₁· R₃ = R₂ · Z₄

Умова рівноваги передбачає рівність акт. і ре акт. частин

- - активна частина

5. R_x - ? L_x - ?

R₂= 10 Oм R₃= R₄=10³ Ом C₃ =10^-4 пФ

Умова рівноваги

Z₁· Z₃ = R₂ · Z₄

5. Нарисувати схему простішого RC-фільтру нижніх частот 1-го порядку. Обчислити і представити графічно частотну характеристику коефіцієнта передачі фільтру, знайти граничну частоту при R=1000 Ом і C=1 мкФ.

В икористовуючи формули для Г-подібного 4-х полюсника:

K(p)=U₂/U₁=Z₂(p)/( Z₁(p)+ Z₂(p))=(1/pC)/(R+1/pC)

K(p)=1/(Tp+1)

T=RC

5. Нарисувати схему простішого RL-фільтру нижніх частот 1-го порядку. Обчислити і представити графічно частотну характеристику коефіцієнта передачі фільтру, знайти граничну частоту при R=10 Ом і L=10 мГн.

В икористовуючи формули для Г-подібного 4-х полюсника:

K(p)=U₂/U₁=Z₂(p)/( Z₁(p)+ Z₂(p))=R/(R+pL)

K(p)=1/(Tp+1)

T=L/R

5 . Нарисувати схему простішого RC-фільтру верхніх частот 1-го порядку. Обчислити і представити графічно частотну характеристику коефіцієнта передачі фільтра, знайти граничну частоту при R=1000 Ом і C=1 мкФ.

Використовуючи формули для Г-подібного 4-х полюсника:

K(p)=U₂/U₁=Z₂(p)/( Z₁(p)+ Z₂(p))=R/(R+1/pC)

K(p)=Tp/(Tp+1)

T=RC

5. Нарисувати схему простішого RL-фільтру верхніх частот 1-го порядку. Обчислити і представити графічно частотну характеристику коефіцієнта передачі фільтру, знайти граничну частоту при R=10 Ом і L=10 мГн.

В икористовуючи формули для Г-подібного 4-х полюсника:

K(p)=U₂/U₁=Z₂(p)/( Z₁(p)+ Z₂(p))=pL/(R+pL)

K(p)=Tp/(Tp+1)

T=L/R

5. Нарисувати схему смугового фільтру, що складається з двох простіших RL-фільтрів, з’єднаних послідовно. Обчислити і представити графічно частотну характеристику коефіцієнта передачі фільтру, знайти граничні частоти при R1=10 Ом, R2=1000 Ом і L1=L2=10 мГн.

R 1

L2

L1 R2

В икористовуючи формули для Г-подібного 4-х полюсника:

K(p)=U₂/U₁=Z₂(p)/( Z₁(p)+ Z₂(p))=pL/(R+pL)

K(p)=Tp/(Tp+1)

T=L/R

???????????

5. Нарисувати схему смугового фільтру, що складається з двох простіших RС-фільтрів, з’єднаних послідовно. Обчислити і представити графічно частотну характеристику коефіцієнта передачі фільтру, знайти граничні частоти при R1=10 Ом, R2=1000 Ом і С1=С2=1 мкФ.

5. Нарисувати схему 8-розрядного ЦАП з двійково-зваженими резисторами. Визначити, які ключі будуть замкнені при перетворені числа (200)₁₀. Яка напруга з’явиться при цьому на виході ЦАП?

Цифро-аналогові перетворювачі (ЦАП) перетворюють цифровий код в аналогову вихідну напругу. Це дозволяє використовувати цифрові коди для приведення в дію пристроїв, що потребують на виході аналогову напругу, наприклад таких, як двигуни. ЦАП виготовляються аж до десяти розрядів у вигляді напівпровідникових інтегральних схем, а також у вигляді гібридних інтегральних схем для точних перетворень з 16-розрядними і більш двійковими словами на вході. Операційні підсилювачі (ОП) застосовуються в основному в якості буферів і підсилювачів ЦАП

ЦАП з двійково-зваженими резисторами. На рис. 71 наведено 4-розрядний ЦАП з резисторами, що мають двійкові ваги і вихідний сигнал ЦАП для заданого двійкового входу. Схема в принципі представляє собою суматор з дуже точно встановленою вхідною напругою. Двійкові входи реалізуються замиканням ключів. В якості ключів використовуються транзистори чи аналогові ключі, що замикаються за допомогою цифрових двійкових вхідних сигналів.

Рис – ЦАП з резисторами, що мають двійкову вагу.

(200)₁₀  (11001000) ₂ утвориться при замиканні ключів 1, 2, 5.

Uвих=- Uоп(Roc/(R║2R || 16R))= -Uоп(Roc/(32R/50))= -Uоп(50Roc/(32R)