10. Типовые схемы на операционных усилителях

Термин ОУ появился с разработкой УПТ, котор имели 2 входа и один выход. Эти усилители использовались для выполнения различных операций над аналог-ми сигналами: алгебр сложение, вычитание, умножение на постоян коэф-т, умножение и деление 2-х аналог сигналов, операции интегрир-я, дефер-я, сравнения. С появлением интегральных ОУ открылись большие возм-ти обр-ки информ-ии. Типовые схемы: инвертирующий усилитель, неинвертир-й усилитель, инвертир-й сумматор, интегратор, дифференциатор, логич-й усилительный каскад, перемножитель.

Инвертир ус-ль: входной сигнал подается на инвертир-й вход через R1, в эту же точку инв входа поступает сигнал ООС. При этом γ=R1/R2. Для идеального ОУ: Ку->∞, Rвх->∞, Rвых->0, Kинв= -R2/R1.

Неинвертир усилит-ль: сигнал подается на прямой вход. Действует ООС по напряжению. Кнеинв=1+(R1/R2)

Инвертир сумматор: в основе инвертирующий усилитель с числом параллельных ветвей на входе равный кол-ву суммируемых напряжений. В идеальн ОУ: Ioc=I1+I2. При этом Uo=0;

Iвх=0; Ку=-1. Если R1=R2=Rос, то Uвых= -(Uвх1+Uвх2), если не равны, то

Uвых=-

11. Релаксационные генераторы

Релаксационными генераторами называют электронные устройства, которые могут скачком переходить из одного состояния равновесия в другое либо под действием внешних запускающих сигналов, либо под воздействием внутренних процессов. Скачкообразный характер переходных процессов обуславливается наличием положительной обратной связи (ПОС) в схеме релаксатора. ПОС обеспечивает необходимые для устойчивой работы генератора баланс фаз и баланс амплитуд.

В подавляющем большинстве схем транзисторных релаксационных генераторов в качестве элементов, задающих цикличность или определенное время их работы, используются конденсаторы совместно с резисторами. По сравнению с временем скачкообразного перехода транзисторов из одного состояния в другое изменение напряжения на конденсаторах происходит с невысокой скоростью.

Триггер, одновибратор и мультивибратор на транзисторах с коллекторной связью широко применяется для счета, преобразования и генерации импульсных сигналов. Все три устройства имеют много общего, как в схеме, так и в расчете элементов и поэтому рассматриваются в одной лабораторной работе.

Перечисленные устройства, особенно триггер, имеют много модификаций. В работе для исследования выбраны схемы, в которых используется режим насыщения транзисторов. В этих схемах уровни выходного напряжения не зависят от разброса параметров, однако, быстродействие их меньше, чем в схемах, использующих ненасыщенный режим транзисторов.

Основные элементы Р. г. — реактивный накопитель энергии (ёмкостный или индуктивный) и нелинейный элемент с вольтамперной характеристикой, имеющей падающий участок, благодаря чему такой элемент приобретает гистерезисные. Наличие этих свойств обусловливает чередование двух основных стадий работы Р. г. — стадии запасания в накопителе энергии от питающего источника постоянного тока (напряжения) и стадии релаксации, когда накопитель освобождается от значительной части энергии (она рассеивается в нелинейном элементе др. активных элементах Р. г., например резисторах).

Из-за невысокой стабильности частоты (а следовательно, и периода) колебаний Р. г. такие генераторы  часто синхронизируют от внешнего источника стабильных колебаний. Используется также ждущий режим работы, при котором Р. г. включается в результате воздействия сигнала извне. Р. г. применяют в устройствах импульсной техники, в частности в телевизионной, радиолокационной и радиоизмерительной аппаратуре.

Мультивибратор:

Положительная ОС определяет Ур-нь срабатыв. Компаратора. Конд. И резистор в ООС определяют частоту колебаний.

 

Генераторы линейно изменяющегося  (пилообразного) напряжения  (ГЛИН) применяют для развертки электронного луча в электроннолучевых трубках телевизионных, осциллографических и радиолокационных устройств, а также в схемах сранения для задержки импульсов во временя и т. п.

ГЛИН могут работать в режиме самовозбуждения и в ждущем режиме, когда период повторения пилообразного напряжения определяется запускающии импульсами. Режим самовозбуждения применяют, например, для получения непрерывной развертки в осциллографах, а ждущий режим - для получения ждущей развертки.

Пар-ры ГЛИН – коэф-т нелинейности, коэф-т использования напряжения питания, добротность.

Напряжением пилообразной формы называется напряжение, которое в течение определенного времени нарастает или убывает пропорционально времени (линейно), а затем быстро возвращается к исходному уровню. Пилообразное напряжение может быть линейно нарастающим (рис. 1) или линейно падающим (рис. 2).

Рис. 1 - Линейно изменяющееся нарастающее напряжение Рис. 2 - Линейно изменяющееся падающее напряжение

Пилообразное напряжение характеризуется длительностью прямого или рабочего хода tр.х.в течении которого напряжение изменяется линейно; длительностью обратного хода tо.х., в течении которого напряжение обычно изменяется по экспоненте, и амплитудой Umax.

Принцип получения пилообразного напряжения зключается в медленном заряде (или разряде) кондера через большое сопротивление во время прямого хода и в быстром его разряде (или заряде) через малое сопротивление во время обратного хода.

Простой генератор – интегрирующая цепочка.