
- •Электроника
- •Основные понятия электроники
- •1.1. Электронная цепь (схема)
- •1.2. Классификация электронных схем
- •Элементная база электроники
- •2.1. Полупроводниковые материалы
- •2.2. Электронно-дырочный переход
- •2.3. Полупроводниковый диод
- •2.4. Биполярный транзистор
- •2.5. Полевой транзистор.
- •2.6. Тиристоры и динисторы
- •2.7. Фотоэлектронные элементы
- •2.8. Светоиспускающие элементы
- •2.9. Терморезисторы
- •2.10. Варисторы
- •2.11. Электронные лампы
- •Фильтры
- •3.1. Пассивная дифференцирующая цепь
- •3.2. Пассивная интегрирующая цепь
- •3.3. Полосовой фильтр
- •3.4. Режекторный фильтр
- •3.5. Кварцевый фильтр
- •4. Линии задержки
- •4.1. Цепочечные линии задержки
- •4.2. Коаксиальные линии задержки
- •4.3. Ультразвуковые линии задержки
- •5. Усилители на транзисторах
- •5.1. Схема с общим эмиттером
- •5.2. Схема с общим коллектором
- •5.3. Схема с общей базой
- •5.4. Сравнение схем включения транзисторов и их применение
- •5.5. Дифференциальный усилитель
- •5.6. Иные схемы усилителей на биполярных транзисторах
- •6. Операционные усилители
- •6.1. Основные свойства оу
- •6.2. Инвертирующий усилитель на оу
- •6.3. Неинвертирующий усилитель на оу
- •6.4. Повторитель на операционном усилителе
- •6.5. Инвертирующий сумматор
- •6.6. Активная дифференцирующая цепь
- •6.7. Активная интегрирующая цепь
- •6.8. Логарифмический преобразователь
- •6.9. Антилогарифмический преобразователь
- •7. Компараторы
- •7.1. Двухвходовый компаратор
- •7.2. Одновходовый компаратор
- •7.3. Регенеративный компаратор
- •7.4. Нуль-детектор
- •8. Электронные ключи
- •9. Генераторы гармонических сигналов
- •9.4. Трехточечные генераторы
- •10. Генераторы импульсов
- •10.1. Ждущий мультивибратор (одновибратор) на оу
- •10.2. Автоколебательный мультивибратор на оу
- •10.3. Мультивибратор в режимах деления частоты и синхронизации
- •10.4. Транзисторный ждущий мультивибратор (одновибратор)
- •10.5. Транзисторный автоколебательный мультивибратор
- •10.6. Мультивибратор на динисторе
- •10.7. Блокинг-генератор
- •10.8. Формирователь импульсов на основе длинной линии
- •10.9. Генератор ударного возбуждения
- •10.10. Генераторы линейно изменяющегося напряжения
- •10.11. Генератор качающейся частоты
- •11. Основные цифровые схемы
- •11.1. Логические элементы
- •11.4. Счетный триггер
- •11.5. Синхронный триггер
- •11.6. Триггер задержки
- •11.7. Параметры цифровых микросхем различных серий («логик»)
- •11.8. Двоичный счетчик
- •11.9. Регистр
- •11.10. Мультиплексор и демультиплексор, кóдер
- •11.11. Цифроаналоговый преобразователь
- •11.12. Гсин на базе цап
- •11.13. Параллельный ацп
- •11.14. Последовательный ацп
- •12. Усилитель класса d
- •Список рекомендуемой литературы
- •Оглавление
- •Электроника
- •197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5
6.3. Неинвертирующий усилитель на оу
Схема неинвертирующего усилителя приведена на рис. 6.15. Определим ее коэффициент передачи. Запишем уравнение токов для точки a: I1 + + Iвx ОУ = I2. В силу Rвx ОУ Iвx ОУ = 0, откуда I1 = I2. Выражая токи через сопротивления и падения напряжений на этих сопротивлениях, получим –а /R1 = (а – Uвыx)/R2. В данной схеме а 0; а/R2 + а/R1 = Uвыx/R2, т. е. а(R2 + R1)/R1 = Uвыx, откуда а = UвыxR1/(R1 + R2). Но, так как Uвx ОУ = а и в силу КОУ Uвx ОУ = Uвыx/КОУ = 0, то а = +.
С другой стороны, так как Iвx ОУ = 0, то и ток через сопротивление R3 не течет, падения напряжения на нем нет и а = Uвx. Отсюда окончательно получаем Uвx = UвыxR1/(R1 + R2), или Uвыx = Uвx(R1 + R2)/R1. Переписав в более удобном виде, имеем:
|
Рис. 6.15 |
KU = l + R2/R1.
Итак, схема рис. 6.15 является (при любом соотношении R2/R1 кроме R2 = 0) усилителем, причем неинвертирующим. В отличие от инвертирующего усилителя, у которого коэффициент передачи может быть любым (как больше, так и меньше единицы), у неинвертирующего усилителя КU < 1 обеспечить нельзя ни при каком соотношении сопротивлений на входе и в цепи обратной связи.
6.4. Повторитель на операционном усилителе
Если в неинвертирующем усилителе принять R2 = 0 (т. е. соединить накоротко инвертирующий вход с выходом), а R1 устремить к бесконечности (значит вовсе убрать R1 из схемы), то получится схема рис. 6.16. Подставив значения R2 и R1 в формулу для KU неинвертирующего усилителя, получим KU = 1 + 0/ = 1. Это означает, что при прохождении через схему сигнал не меняется ни по амплитуде, ни по фазе. Схема рис. 6.16 является повторителем.
|
Рис. 6.16 |
6.5. Инвертирующий сумматор
Рассмотренные в 6.2–6.4 схемы имели один вход. Однако в некоторых задачах необходимо осуществлять сложение двух и более сигналов. Для сложения сигналов используют электронные схемы, именуемые сумматорами.
|
Рис. 6.17 |
Запишем для точки а уравнение токов согласно первому закону Кирхгофа:
I0 + Iвx ОУ = I1 + I2 + I3.
Но, так как Rвx ОУ , то Iвx ОУ = 0, откуда I0 = I1 + I2 + I3.
Выразим токи через сопротивления и падения напряжений на этих сопротивлениях:
(а − Uвыx)/R0 = (Uвx1 − а)/R1 + (Uвx2 − а)/R2 + (Uвx3 − а)/R3.
В силу соединения неинвертирующего входа ОУ с землей (+ = 0) и допущения о КОУ а 0, откуда
−Uвыx/R0 = Uвx1/R1 + Uвx2/R2 + Uвx3/R3,
т. е.
Uвыx = −(Uвx1R0/R1 + Uвx2R0/R2 + Uвx3R0/R3).
Отношения R0/Ri выполняют роль коэффициентов передачи для сиг-
налов Uвxi, их можно обозначить через KUi = R0/Ri. Тогда, в общем виде,
Uвыx = −Σ Uвx i KUi.
Эта формула верна при любом количестве слагаемых.
Таким образом, выходной сигнал равен сумме входных с учетом масштабирующих коэффициентов и с обратным знаком. Данная схема называется инвертирующим сумматором. Отметим, что при сложении сигналов «без весов» следует все входные сопротивления брать одинаковыми (например, R0 = Ri). При сложении «с весами» следует обеспечить соотношение значений сопротивлении Ri, обратное соотношению «весов» (т. е. КUi).