33. Підсилювачі з інвертуючим, неінвертуючим та диференціальним входами. Підсилювачі - суматори, масштабні, пропорційні, інтегруючі, диференціюючі та ін. Підсилювачі - обмежувачі.

ОУ з інвертуючим входом

Коэффициент усиления по напряжению ОУ с инвертирующим входом , а входное и выходное напряжения равны:

, , откуда

Равенство входного и выхордного тока ОС вытекает из следующего. Поскольку , то , откуда .

Если выбрать , то , и ОУ становится инвертирующим повторителем.

ОУ с неинвертирующим входом

Коэффициент усиления .

Если , то , и ОУ становится неинвертирующим повторителем напряжения.

ОУ с дифференциальным входом

Схема представляет собой сочетание инвертирующей и неинвертирующей схем и предназначена для усиления разностного напряжения :

Ее еще называют вычитанием.

ОУ в качестве сумматора

Если , то

Если , то

Таким образом, выходное напряжение пропорционально сумме входных напряжений.

ОУ в качестве масштабного усилителя

Для масштабирования входного сигнала используется усилитель с инвертирующим входом:

Уровень выходного напряжения ( масштаб) устанавливается значениями сопротивления и входного .

ОУ в качестве пропорционального усилителя

В качестве пропорционального усилителя используется усилитель с инвертирующим входом:

ОУ в качестве интегрирующего усилителя

Используется усилитель с инвертирующим входом:

где

Тогда

,

где - постоянная время интегрирования усилителя.

ОУ в качестве дифференцирующего усилителя

Входное сопротивление , тогда , где - постоянная времени, с которой ОУ дифференцирует входной сигнал.

ОУ в качестве ограничителя

Общим принципом построения ограничителей на ОУ является включение в цепь его обратной связи нелинейного элемента ( диода, транзистора, стабилитрона), с помощью которого передаточная характеристика ОУ делится на участки с существенно различными коэффициентами усиления.

Пока выходное напряжение схемы меньше напряжения стабилизации стабилитронов, коэффициент передачи определяется как у обычного линейного инвертирующего усилителя:

После наступления режима пробоя стабилитрона коэффициент передачи близок к нулю и напряжение форсируется на уровне напряжения стабилизации.

Схема обеспечивает двухстороннее ограничение, характеристика вход-выход показана на рисунке.

34.Підсилювачі як порогові формуючі пристрої, аналогові компаратори напруги. Випрямлячі середнього значення.

Пороговыми называются устройства, которые могут находится в двух устойчивых состояниях в зависимости от соотношения входного и порогового напряжений переход схемы из одного устойчивого состояния в другое происходит лавинообразно при достижении входного напряжения уровней срабатывания или отпускания за счет положительной обратной связи, обеспечивая крутые фронты выходных импульсов независимо от формы входного напряжения.

Применение ОУ, охваченых положительной ОС, позволяет получать схемы триггеров Шмитта.

Порог срабатывания регулируется изменением напряжения источника смещения . Если , то на выходе будет напряжение . Если , то схемма опрокидывается и на выходе будет .

При уменьшении выходного напряжения схема остается в устойчивом состояниии с выходом до тех пор, пока . как только ОУ выходит из состояния насыщения и начинается обратный регеративный процесс. Ширина петли гистерезиса определяется по формуле:

Введение диода VD в цепь ОС определяет ее действие только при одной полярности выходного сигнала . При отрицательном выходном напряжении диод закрыт и обратная связь отключена.

ОУ в качестве аналогового компаратора напряжения.

Аналоговые компараторы напряжения предназначены для определения момента равенства двух напряжений и выработки цифровых выходных сигналов 0 или 1 в зависимости от знака разности сравниваемых сигналов. Они называются также нуль – органами, схемами сравнения и т.д.

В компараторах для исключения гистерезиса отсутствует положительная ОС, а минимальная ширина линейного участка характеристики обеспечивается за счет применения усилителей с большим коэффициентом усиления.

Две схемы компараторов, предназначенных для сравнения по модулю разнополярных и однополярных напряжений показаны на рисунке. Для надежной работы ОУ при значительно отличающихся по величине входных напряжениях между входами ОУ включают два встречно – параллельно соединенных диода. Поэтому разность напряжения между этими входами не превышает прямого падения напряжения на открытом диоде. На уровне же рабочих сигналов /единицы милливольт/, диоды имеют очень большое сопротивление и не влияют на работу схемы.