Инструментальный усилитель(измерительный усилитель)
Это тоже разностный усилитель(на входе 2-х опер. повторителя). В этом варианте используется просто повторитель и устраняется недостаток(входящее сопротивления) одинаковы, и они больше)
В действительности, присутствует еще регулировка усиления и доп ОУ для сервиса. Это не очень широкополосные усилстели.
Операционные усилители с частотно-зависимой ОС
Активные RC-фильтры относятся к этим усил.
Рассмотрим интегратор и дифференциатор.
Интегратор:
KF=(K1AK2/(1+AB))+k0
K2=1; k0=0 тогда: KF= K1(р)/В(р)
Теперь сложим К и 1/В (зеркальное отражение В)
В области ВЧ коэф усиления очень маленький
Прямоугольные импульсы:
Пока короткие импульсы,результат хороший. А в случае длительных импульсов в конечном счете искажение - заряд конденсатора.
ОУ может работать буфером между 2-мя схемами( т.к. Rвх большое, Rвых малое) ,следовательно можно подключаться к интегратору, не нарушая его работу.
Емкость в цепи ОС пересчитывается на вход с умножением на коэфф. Усиления (эффект Миллера). Конструктивно это важно, т.к. конденсатор малой емкости лучше.
ОС будет только на переменном токе. Ноль на выходе поддерживаться не будет. Можно параллельно конденсатору включать резистор(R2) c , большим номинальным сопротивлением(2-10 МОм).
ДИФФЕРЕНЦИАТОР:
ОС на постоянном токе в отличие интегратора
АЧХ:
ОУ ограничит идеальную характеристику в области ВЧ, Желательно,чтобы ОУ был широкополосный.
В точке излома фазовая характеристика может достигать 180о и схема самовозбуждается. Значит вместо характеристики надо построить
Реализация:
R1 порядка
100 ОМ
Прямоугольные импульсы:
Использование ОУ в качестве буфера
Пересчет сопротивления ко входу
С
,
а R
,т.е.
можно получать сопротивления меньше
1 Ом.
Операционные усилители при нелинейной обратной связи
Нелинейные ОС получаются с помощью диодов
Такой усилитель использовался в радиолокации.Сигнал изменяется в больших пределах, следовательно нужна возможность сравнивать сигналы(логарифмические усилители). Сейчас схема с диодом применяется редко.Вместо диода используют транзистор.
В качестве диода используется переход БЭ.
Схема,выполняющая обратное преобразование:
В действительности схемы сложнее(2 диода) – один следит за температурой.
Берут 2 транзистора, получают некоторое подобие моста(1 используют как основной,второй – как вспомогательный,поддерживающий нужную температуру)
Другие схемы с диодами:
Детектор на ОУ
Детектор выпрямляет напряжение(простой выпрямитель)
Чтобы он работал,нужно.чтобы напряжение на входе было больше 0,7.В
Если надо выпрямлять малые сигналы,то пользуются сложным детектором.
Напряжение на диоде повышается во столько раз, во сколько усиливает ОУ.Если разорвем петлю ОС, то получим достаточно большой коэффициент усиления. При такой полярности (-) (+) диод пропускает сигнал в нагрузку. При обратной полярности диод закрыт,цепь ОС обрывается, ОУ выходит из режима. Чтобы этого избежать включают дополнительный диод,который работает,когда петля ОС разрывается.
D1---- для детектирования
D2 -----чтобы петля ОС не разрывалась при «+» полярности на входе.
Чтобы получить на выходе постоянный ток, на выходе нужен простейший RC-фильтр:
Чтобы пульсации были меньше, используется двухполупериодное выпрямление:
Схема:
На Вых.1 и Вых 2 нужно включить усилитель разности.
Еще одна схема детектора: (выполняется с мостиком)
На вых.(-) диоды открыты ---- ток течет через сопротивление. На вых.(+) следует добавить еще пару диодов D3 и D4. нагрузка в диагонали моста(не заземляется).
Эта схема может применяться,если нагрузкой является стрелочный прибор. Входное сопротивление большое.
Детектор нуля
Когда сигнал переходит через 0? Нужна отметка о том,.что сигнал изменил полярность.
Выполним на диоде и стабилитроне:
На входе (+), на выходе (-) -- открывается диод. Поменяем полярность—диод закроется, стабилитрон откроется. При переходе через 0 напряжение будет меняться. Такая схема работает надежно. По ней можно определить переключения.
Используя детектор нуля.можно построить фазометр:
Эту последовательность(на выходе СМ) считают счетчиком,который выводит на табло число, соотв. фазе.
Пиковый детектор.
Нагрузка детектора- конденсатор.Он будет заряжаться до напряжения на выходе.
Сигнал:
Когда U повышается, конденсатор заряжается, а когда U понижается, конденсатор поддерживает уровень напряжения.
Поэтому на выходе после конденсатора включают повторитель на ОУ(большое входное сопротивление повторителя дает конденсатору поддерживать заряд).
Если нужно ,параллельно конденсатору включают ключ. Так процесс измерения можно начать сначала.
Выборка хранения(в/х)
В ней есть управляющий элемент.
Полевой транзистор используется как выключатель. Он управляется логическим устройством. Когда полевой транзистор открыт,конденсатор заряжается,напряжение на конденсаторе сохраняется.
Для переоборудования аналогого сигнала в цифровой.