30. Применение оу для выполнения нелинейных операций.

К нелинейным операциям относятся логарифмирование, антилогарифмирование, умножение и деление.

Логарифмически и антилогарифмические усилители используются в быстродействующих устройствах возведения в степень, умножения и деления сигналов, сжатия сигналов.

Сжатие (уменьшение) динамического диапазона сигнала применяется для регистрации сигналов, уровень которых изменяется в широких пределах, а также для повышения КПД усилителей, помехоустойчиваости устройств связи. Для логарифмирования и антилогарифмирования сигналов используют ОУ, охваченные нелинейной обратной связью. В качестве элемента обратной связи используется транзистор с ОБ.

1. Схема логарифмирующего ОУ.

Логарифмический усилитель обеспечивает получение на выходе сигнала с переменной составляющей, пропорционально в времени логарифму переменной составляющей сигнала на его входе. В этой схеме в цепь обратной связи включен нелинейный элемент – транзистор в диодном включении, для прямой ветви ВАХ которого справедливо выражение

Выходное напряжение определяется падением напряжения на открытом эмиттерном переходе транзистора. Коллекторная нагрузка является высокоомной. Выходное напряжение будет отрицательным при положительном входном напряжении. Для получения положительного выходного напряжения при отрицательном входном необходимо в цепи обратной связи использовать транзистор p-n-p типа. Для построения двухстороннего логарифмирующего устройства в цепи обратной связи необходимо включать параллельно два транзистора различных типов проводимости.

2. Схема антилогарифмирующего ОУ

Антилогарифмирующий ОУ – это устройство, у которого выходное напряжение пропорционально во времени антилогарифму входного напряжения. Для вычисления исходной величины, например, по значению ее натурального логарифм необходимо найти значение экспоненциальной функции от логарифма, т.е. e^(lnx)=x. Для выполнения этой операции на входе ОУ включается транзистор, а в цепи обратной связи – резистор.

Для выходного напряжения справедливо выражение:

31. Применение оу для моделирования математических операций.

К ОУ, реализующим математические операции можно отнести сумматоры, интеграторы и дифференциатор.

1. К суммирующим схемам относятся сумматоры и схемы вычитания.

Сумматор – устройство, на выходе которго сигналы, подаваемые на его входы, суммируются.

1. Инвертирующий сумматор

Вследствие того, что инвертирующий вход имеет практически нулевой потенциал, в нем отсутствует взамное влияние входных сигналов.

U_вых=-(U1+U2+U3)

Следовательно .на выходе получается инвертированная сумма входных напряжений. Инвертирующий сумматор объединяет в себе функции сумматора и усилителя при сохранении простоты схемы.

1.2 Неинвертирующий сумматор

2. Интегрирующий усилитель

Интегрирующий усилитель (интегратор) строится на базе инвертирующего усилителя путем замены резистора обратной связи кондесатором. Частого его называют интегратором Миллера.

3. Дифферинциирующий усилитель

Дифферинциирующий усилитель (дифференциатор) пренадзначен для получения выхоного сигнала, пропорционального скорости изменения входного. При дифференцировании сиграла ОУ должен пропускать только переменную составляющую входного напряжения, а коэффициент усиления дифференцирующего звена должен возрастать пр иувеличении скорости изменения входного напряжения.