Вопросы для самопроверки

1. Что такое операционный усилитель?

2. Сравните характеристики реального и идеального ОУ

3. В чем заключается особенность работы ОУ?

4. Какие существуют классы ОУ?

5. Какими параметрами характеризуется ОУ?

6. Проанализируйте схему включения ОУ

Лекция №13 усилители (продолжение) линейные оос в операционных усилителях.

Задачи:

1. Рассмотреть инвертирующее включение ОУ

2. Проанализировать дифференциальную схему ОУ

3. Изучить передаточную функцию, реализованную инвертирующим сумматором

4. Рассмотреть схемы на основе ОУ

1. Инвертирующее включение ОУ (масштабирующий инвертор).

Если входное сопротивление ОУ достаточно велико, то можно считать, что ток от источника сигнала не втекает в ОУ, следовательно весь ток сигнала может протекать только по резисторуR2 создавая на нём падение напряжения которое с большой точностью равно напряжению выходного сигналаUвых. .

В реальности Uвых = kUвх  Uсм, пренебрегая идеальностью ОУ можно записать k= R2/R1, Uсм=0, Rвх=R1.

Инвертирующий усилитель наиболее универсальная схема обладающая высокой точностью установки Кu и отсутствием влияния выходного сигнала на входной.

Кu = -( R2 / R1 )

 = R1/(R1+R2) (0÷1).

Резистор R3 необходим для управления резкостей входных токов ОУ, вызывающих напряжение смещения.

Минимальное напряжение смещения обеспечивается когда:R3 = R1R2/(R1+R2)

В схемах резисторы R1 и R2 могут быть равными тогда Кu=1 и усилитель является повторителем входного сигнала. Повторитель применяется для согласования сопротивления источника сигнала и нагрузки.

2 Дифференциальная схема оу.

Схема является сочетанием инвертирующей и неинвертирующей схем.

Если R1 = R3; R2 = R4, то

Дифференциальное включение ОУ применяется в схемах предназначенных для подавления синфазной помехи, поскольку коэффициент усиления по инвертирующему и неинвертирующему входу одинаковы по величине и противоположны по знаку. Другой важной особенностью применения дифференциального усилителя является усиление сигналов от незаземлённых источников.

3 Инвертирующий сумматор (суммирующий инвертор).

,

Благодаря тому, что операция суммирования выполняется с высокой точностью, исключается влияние входных сигналов друг на друга.

4. Не инвертирующее включение ОУ (масштабирующий усилитель).

ДелительR3 R4 на входе может отсутствовать, тогда Ku=1+R2/R1>1.

Частным случаем не инвертирующего ОУ является повторитель напряжения.

5 Интегрирующие усилители на ОУ.

Спомощью этих схем можно осуществить интегрирование различных сигналов (часто прямоугольных колебаний). Интегратором наз. устройство на основе ОУ, реализующее передаточную функцию вида:

6 Дифференцирующие усилители на ОУ.

Спомощью этой схемы можно осуществлять дифференцирование различных сигналов (обычно прямоугольных колебаний или пилообразных и наклонных колебаний). Выходное напряжение усилителя обратно пропорционально постоянной времени цепи обратной связи и прямо пропорционально ско­рости изменения входного напряжения. Дифференциатором наз. устройство, реализующее передаточную функцию вида:

7Компаратор и перемножитель

Также компаратор и перемножитель в своей основе имеют ОУ. Компаратор отличается от ОУ те, что в нем приняты меры, исключающие какие-либо цепи обратной связи (т.е. к достижению максимального К_U).

Перемножитель представляет собой специализированный ОУ, реализующий на схемном уровне функцию перемножения входных сигналов.

Вопросы для самопроверки

1. В чем особенность инвертирующего и не инвертирующего включения ОУ?

2. В каких случаях применяют дифференциальное включение ОУ?

3. Какую функцию реализует суммирующий инвертор?

4. Что такое интегратор и дифференциатор?

5. В чем особенность компаратора и перемножителя?

Лекция №14

ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ. КЛАССИФИКАЦИЯ.

Цель: изучить виды электронных ключей, их применение, схемы на биполярных и полевых транзисторах.

Задачи:

1. Дать понятие электронного ключа

2. Рассмотреть применение электронных ключей.

3. Провести классификацию электронных ключей

4. Проанализировать схему ключа напряжения, построенного на биполярном транзисторе

5. Охарактеризовать электронные ключи на полупроводниковых диодах

1 Понятие электронного ключа

Главным элементом цифровых устройств радиоэлектроники, автоматики и вычислительной техники являются электронные ключи.

Электронный ключ – активный элемент (транзистор, тиристор) включённый в цепь нагрузки и осуществляющий её коммутацию, т.е. замыкание или размыкание, при воздействии внешнего управляющего сигнала.

Ключ может находиться в двух стационарных состояниях: замкнутом и разомкнутом. Время перехода ключа из одного состояния в другое определяется инерционностью переходных процессов, протекающих в ключе при изменении его состояния. Переход ключа из разомкнутого состояния в замкнутое характеризуется его временим включения, а из замкнутого в разомкнутое – временем выключения.