Применение интегральных операционных усилителя.

В зависимости от подачи на вход ОУ сигнала, а также подключения внешних компонентов можно получить инвертирующие, неинвертирующие и дифференциальное включение усилителя.

При расчете схем на основе ОУ, охваченных цепью ОС, будем считать, что удовлетворяется два основных условия: бесконечно большие коэффициент усиления и входное сопротивление. Ввиду потенциалы инвертирующего и неинвертирующего входов оказываются одинаковыми. Бесконечно большое входное сопротивление ОУ позволяет пренебречь его входными токами.

Схема инвертирующего усилителя на основе ОУ имеет вид (рис.3.1)

Error: Reference source not found

Рис. 3.1.

Считая, что получим.

По закону Ома запишем

Между напряжением существует зависимость.

Учитывая, что

Найдем связь между

При .

В схеме данного усилителя производится умножение напряжения входного сигнала на постоянный коэффициент .

Так как потенциал точки инвертирующего входа равен 0, то входное сопротивление .

В схеме умножения, операционный усилитель позволяет производить умножение на постоянный коэффициент, величина которого может быть выбрана в широких пределах, и обеспечивает возможность перемены знака входного сигнала.

В реальной схеме ОУ .

Чтобы напряжение между инвертирующим и инвертирующими входами осталось равным нулю, неинвертирующий вход подключают к общей точки через сопротивление (рис. 3.2)

Error: Reference source not found

Рис. 3.2.

Сопротивление выбирается так, чтобы выполнялось равенство

.

При в случае когда.

Если к инвертирующему входу подключить несколько сигналов, то можно осуществить их суммирование с масштабными множителями (рис. 3.3).

Error: Reference source not found

Рис. 3.3.

Считая что получим.

Тогда

Неинвертирующие операционные усилитель.

В этой схеме (3.4) сигнал подается на инвертирующий вход, а не на его инвертирующий выход с помощью делителя подается сигнал ООС.

Error: Reference source not found

Рис. 3.4.

В схеме действует ООС по напряжению с коэф. ОС .

Дифференциальное напряжение будет равно , т.к., то

.

Из этого соотношения следует, что коэффициент усиления неинвертирующего ОУ

Входное сопротивление неинвертирующего (ОУ) усилителя

а выходное сопротивление

.

Так как , то на входах действует синфазный сигнал, значение которого близко к.

При коэффициент усиления, т.е. операционный усилитель выполняет функцию повторителя напряжения.

Дифференциальный операционный усилитель.

В этой схеме усилитель работает в линейном режиме и представляет собой сочетание инвертирующего и неинвертирующего включения ОУ.

Error: Reference source not found

Рис. 3.5.

При , т.е. схема вычитает входные сигналы

Лекция №9.

111Equation Chapter 1 Section 1Генераторы синусоидальных колебаний.

Электронный генератор – это устройство, преобразующее электрическую энергию постоянного тока в энергию незатухающих электрических колебаний требуемой формы, частоты и мощности. Являясь первоисточником электрических колебаний, генераторы нашли применение в радиопередающих, приемных, в телеинформационных измерительных системах, в электронно-вычислительной аппаратуре.

Генераторы делятся по диапазону частот:

от 0,01 Гц до 100 кГц,

от 100 кГц до 100 МГц,

от 100 МГц и выше.

Для построения генераторов синусоидальных колебаний используются два типа усилительных схем – резонансные усилители (-генераторы) и усилители на резисторах (- генераторы).

Таким образом, схему любого автогенератора можно представить в виде усилителя охваченного положительной .

Error: Reference source not found

Рис.1.

Чтобы амплитуда выходного напряжения не изменялась должно быть выполнено условие:

Так как, а, то из равенстваследуетили. Уравнениеявляется основным условием существования в генераторе незатухающих электрических колебаний.

Ему соответствуют два уравнения:

1) и 2), где

Уравнение (1) баланса амплитуд требует от усилителя такого коэффициента усиления, при котором полностью компенсируются потери напряжения, поступающего через цепь ПОС.

Уравнение (2) баланса фаз определяет условие, при котором обеспечивается ПОС.

Эти уравнения справедливы для стационарного режима автогенератора.

Для получения синусоидального выходного напряжения необходимо, чтобы балансы фаз и амплитуд выполнялись только на одной частоте.

Процесс возникновения, нарастания и установления колебательного режима автогенератора можно объяснить с помощью, так называемой колебательной характеристики автогенератора.

Error: Reference source not found

Рис. 2.