19. Неинвертирующий усилитель на операционном усилителе. Повторитель напряжения на операционном усилителе.

Неинвертирующий усилитель

Усиливает напряжение (умножает напряжение на константу, большую единицы)

Данная схема позволяет использовать в качестве неинвертирующего усилителя ОУ, схема обладает высоким полным входным сопротивлением, причем коэффициент усиления всей схемы по напряжению может быть жестко задан с помощью сопротивлений R₁ и R_ос.

В данной схеме входной сигнал подается на неинвертирующий вход ОУ.

Усилитель содержит последовательную отрицательную обратную связь по напряжению, создаваемую на резисторе R_ос и поданную на инвертирующий вход.

Полное входное сопротивление всей схемы оказывается высоким, так как единственным путем для тока между входом и землей является высокое полное входное сопротивление ОУ.

Повторитель напряжения

Повторитель напряжения

Используется как буферный усилитель, для исключения влияния низкоомной нагрузки на источник с высоким выходным сопротивлением.

Иногда при построении различных электронных схем требуются усилительные каскады, имеющие (по модулю) единичные коэффициенты усиления (повторители).

20. Инвертирующий усилитель на операционном усилителе. Инвертор на операционном усилителе.

Операционный усилитель — это такая «штука», которая позволяет всячески оперировать аналоговыми сигналами. Самые простейшие и основные — это усиление, ослабление, сложение, вычитание и много других (например, дифференцирование или логарифмирование). Абсолютное большинство операций на операционных усилителях (далее ОУ) выполняются с помощью положительных и отрицательных обратных связей.

Операционный усилитель на схемах очень часто обозначается равносторонним треугольничком. Слева расположены входы, которые обозначены "-" и "+", справа — выход. Напряжение можно подавать на любой из входов, один из которых меняет полярность напряжения (поэтому его назвали инвертирующим), другой — не меняет (логично предположить, что он называется неинвертирующий). Питание ОУ, чаще всего, двуполярное. Обычно, положительное и отрицательное напряжение питания имеет одинаковое значение (но разный знак!).

Инвертирующий усилитель

Инвертирующий усилитель

Инвертирует и усиливает/ослабляет напряжение (то есть умножает напряжение на отрицательную константу). Абсолютная величина коэффициента усиления может быть как больше, так и меньше единицы.

Инвертирующий усилитель Тут поможет только инверсный усилитель. Разница лишь в том, что мы берем и прямой вход коротим на землю.

При этом получается, что входной сигнал идет по цепи резисторов R₂, R₁ в U_out. При этом прямой вход усилителя засажен на нуль. Вспоминаем повадки ОУ — он постарается любыми правдами и неправдами сделать так, чтобы на его инверсном входе образовалось напряжение равное прямому входу. Т.е. нуль. Единственный вариант это сделать — опустить выходное напряжение ниже нуля настолько, чтобы в точке 1 возник нуль.

21. Триггер Шмитта. Релаксационные генераторы.

Триггер Шмитта  — электронный двухпозиционный релейный (переключающий) элемент, статическая характеристика которого имеет зону неоднозначности (петлю гистерезиса). Триггер Шмитта используется для восстановления цифрового сигнала, искаженного в линиях связи, фильтрах дребезга, в качестве двухпозиционного регулятора в системах автоматического регулирования, в двухпозиционных стабилизаторах-регуляторах напряжения. Этот триггер стоит особняком в семействе триггеров: он имеет один аналоговый вход и цифровой выход.

Механический триггер Шмитта с механическим гистерезисом применяется в регуляторах температуры холодильников.

Триггер Шмитта — это устройство, которое преобразовывает, вероятно, нестабильный аналоговый сигнал в стабильный цифровой. Суть такова:

• Входящий аналоговый сигнал может быть либо восходящим (↗), либо нисходящим (↘)

• В триггере определены 2 пороговых значения: ≈1,6 В — для восходящего сигнала и ≈0,9 В — для нисходящего

• Выход триггера становится логической единицей (5 В), только когда восходящий сигнал проходит свой порог в 1,6 В; при этом прохождение восходящим сигналом нижнего порога в 0,9 В будет проигнорированно

• Аналогично, выход триггера становится логическим нулём (0 В), только когда нисходящий сигнал проходит свой порог в 0,9 В; при этом прохождение нисходящим сигналом нижнего порога в 1,6 В будет проигнорированно

• В остальное время значение выхода сохраняется на прежнем уровне

Зона неопределённости между порогами называется гистерезисом.

В данном чипе собраны инвертирующие триггеры. Это означает, что в дополнение к сказанному, выходной цифровой сигнал инвертируется: ноль становится единицей, единица — нулём.

Триггер Шмитта может быть полезен для аппаратной стабилизации сигналов. Таких, как сигнал от тактовой кнопки, подверженной эффекту дребезга. Об этом рассказывается в одном из видеоуроков на нашей вики.