Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2014 ЭМПТ Госэкзамен конс / Госэкзамен 2014 ЭМПТ.ppt
Скачиваний:
48
Добавлен:
23.02.2015
Размер:
3.58 Mб
Скачать

5.2. Электронные узлы на основе операционных усилителей с частотно-зависимыми обратными

связями

• В качестве элементов частотно-

зависимых цепей обратных связей выбирают емкости как

наиболее стабильные и точные.

Интегрирующий операционный

преобразователь

Операция интегрирования широко применяется при обработке и генерировании электрических сигналов.

В простейшем интеграторе, выполненном на основе инвертирующего усилителя (рис.),

вместо резистора, соединяющего вход и выход ОУ, включается конденсатор С.

Если ОУ идеальный, то весь входной ток интегратора течет через конденсатор.

 

 

 

 

 

Iвх=Uвх/R

 

 

 

 

 

Заряд емкости С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

iвх

( t )

uвх ( t )

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uвх

 

 

 

-K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uвых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uвхд=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для ОУид

 

 

uвых ( t )

 

 

ic ( t )dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+U (0)

 

 

 

1

 

 

t iвх ( t )dt

 

1

 

 

t uвх ( t )dt .

 

 

 

 

С

 

 

С R

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Передаточная функция интегрирующего усилителя в комплексной форме:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K ( j )

ZC ( j )

 

1

.

 

 

R

 

j C R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Асимптотическая ЛАЧХ такого идеального инвертирующего интегратора, соответствующая этой формуле, представлена на рис. штриховой прямой (крутизна спада -20 дБ/дек на всех частотах). Она имеет единственный полюс на частоте=0.

Идеальный

интегратор

Переходная характеристика

идеального интегратора может быть

получена подстановкой Uвх(t)=1. Она является линейнонарастающей и с учетом изменения усилителем знака

изображена на рис. (прямая1):

h( t ) C t R UC ( 0 ).

Идеальный

интегратор

Дифференцирующий операционный преобразователь

Его простейшая схема построена на основе инвертирующего усилителя,

поэтому также получила название дифференцирующего усилителя.

Uвх

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uвхд=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uвых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для ОУид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

iвх ( t ) iC

( t ) C

duC ( t )

C

duвх ( t )

;

dt

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

uвых ( t ) R iвх ( t ) R C duвх ( t ) . dt

Передаточная функция

дифференцирующего усилителя в комплексной форме:

K ( j ) ZC (Rj )

j C R,

K ( j ) C R.