Дифференцирующие усилители на основе оу

Рисунок 11.10

Образуется заменой в схеме инвертирующего усилителя резистором R₁ и конденсатором С.

По первому закону Кирхгофа:

(18.6)

Из формулы (18.6) видно, что это устройство производит операцию дифференцирования.

RС = τ_З – постоянная дифференцирования.

Рассмотрим, что будет представлять АЧХ дифференциатора:

(18.7)

Из формулы (18.7) видно, что с увеличением частоты коэффициент усиления дифференциального усилителя увеличивается. В рабочем диапазоне частот АЧХ имеет нарастающий характер.

Для идеального

Для реального

Рассмотрим временную характеристику дифференциального усилителя

τ_З = RС – постоянная дифференцирования и масштабный коэффициент дифференциального усилителя.

Его нужно выбрать так, чтобы выходное напряжение в рабочем диапазоне имело максимальное значение.

11.3 Активные фильтры на основе оу

Рассмотрим идеальную характеристику фильтра низкой частоты (ФНЧ)

Диапазон от 0 до f_ср будет называться полосой пропускания, а диапазон выше f_ср называется полосой обрезания.

П ропускает низкие частоты, а обрезает высокие частоты.

Рассмотрим АЧХ фильтра высокой частоты(ФВЧ).

Он пропускает высокие частоты, а обрезает низкие

Активные фильтры на основе ОУ находят широкое применение в измерительных системах. Наиболее широкое применение нашли следующие типы:

• фильтры Баттерварта

• фильтры Чебышева

• фильтры Бесселя

Активный фильтр низких частот второго порядка на основе оу

Величина коэффициента усиления в рабочем диапазоне частот определяется элементарными цепями обратной связи.

Частота среза определяется элементами R₁, R₂, С₁ ,С₂ по следующей формуле:

(19.1)

Если R₁ = R₂, С₂ = С₁, следовательно

(19.2)

Если известна частота среза, то элементы выбирают любые.

Рассмотрим ФВЧ второго порядка на основе ОУ.

Принципиальная схема:

Рисунок 11.11

Для фильтра высокой частоты полосы пропускания от до . Полоса обрезания от 0 до . Граничная частота определяется типом операционного усилителя.

11.4 Генераторы синусоидальных колебаний (гск)

ГСК-осуществляют преобразование энергии источника постоянного в переменный ток требуемой частоты, выполняется на основе усилителей со звеном (ПОС) ,обеспечивающий устойчивый режим самовозбуждения на требуемой частоте.

Рассмотрим структурную схему

К-коэффициент усиления без (ОС),

-коэффициент передачи цепи (ОС).

═ , <1

Входным сигналом в схеме генератора является часть его выходного напряжения.

Для работы схемы в режиме генерации необходимо выполнение двух условий:

- условие баланса фаз:

+ =2πn,

где n=0,1,2,…

-сдвиг фаз (ОС),

-сдвиг фаз усилителя.

-условие баланса амплитуд:

≥1

Физический смысл этого неравенства >1 заключается в том , что сигнал усиленный усилителем в раз и ослабленный звеном ОС в раз возникает вновь на входе усилителя в этой же фазе, но с большей амплитудой. Т.е. это необходимое условие самовозбуждения генератора , когда при подключении его к источнику питания происходит прогрессирующее нарастание амплитуды сигнала соответствующей частоты на входе и выходе усилителя.

Схема LC-генератора с трансформаторной ОС

Рисунок 11.12

1) =180⁰ ,

=180⁰,

+ =360⁰-баланс фаз

2)LC

f _Р-резонансная частота

1

f_ГР=