- •1. Структурная схема блока питания, назначение и описание её элементов. Однополупериодный выпрямитель: основные характеристики, достоинства и недостатки.
- •3. Стабилизаторы постоянного напряжения, область применения, параметрические и компенсационные стабилизаторы, описание их работы.
- •6. Точный выпрямитель: принцип работы, область применения, достоинства и недостатки.
- •7. Точный выпрямитель с использованием параллельной отрицательной обратной связи: принцип работы, область применения. Достоинства и недостатки.
- •8. Измеритель среднего значения переменного напряжения: назначение, область применения. Примеры реализации, расчёт.
- •10. Фазочувствительные выпрямители с параллельно-последовательными ключами: принцип работы, коэффициент передачи при разных положениях ключей. Достоинства, недостатки.
- •11. Логарифмические и антилогарифмические усилители, их применение при реализации нелинейных математических операций.
- •12. Экспоненциальный усилитель на основе полупроводникового диода, на основе транзисторного диода, на основе дифференциального включения идентичных транзисторов. Достоинства и недостатки.
- •14. Генераторы треугольных колебаний: назначение, область применения, вывод расчётных соотношений для периода генерируемых колебаний. Достоинства и недостатки.
- •15. Генератор синусоидальных колебаний: назначение, область применения, его состав (усилитель, фазосдвигающая цепь). Баланс фаз, баланс амплитуд. Принцип работы.
- •16. Генераторы синусоидальных колебаний на основе резистивно-емкостных цепей: устройство, принцип работы, особенности фазосдвигающих цепей, расчётные соотношения. Достоинства и недостатки.
- •17. Генераторы синусоидальных колебаний на основе моста Вина: устройство, принцип работы, особенности фазосдвигающих цепей, расчётные соотношения. Достоинства и недостатки.
- •18. Структурная схема информационного преобразователя переменного напряжения: состав и назначение элементов, описание их работы, область применения.
- •20. Двухпроводные измерительные схемы для резистивных датчиков: назначение, область применения. Вывод погрешности преобразования от влияния сопротивления проводов линии связи.
- •21. Трехпроводные измерительные схемы для резистивных датчиков: назначение, область применения. Вывод погрешности преобразования от влияния сопротивления проводов линии связи.
- •22. Четырехпроводные измерительные схемы для резистивных датчиков: назначение, область применения. Вывод погрешности преобразования от влияния сопротивления проводов линии связи.
- •25. Функциональные схемы измерительного преобразователя для индуктивного и емкостного датчиков: назначение элементов, описание их работы, вывод уравнения преобразования.
- •26. Формирователи управляющих напряжений для фазочувствительных выпрямителей: принцип построения, принцип работы, область применения.
- •27. Преобразователь «напряжение-ток»: принцип работы, область применения, основные расчётные соотношения.
- •28. Дифференциальный усилитель на основе одного операционного усилителя: принцип работы, область применения, основные расчётные соотношения. Достоинства и недостатки.
- •29. Дифференциальный усилитель на основе двух операционных усилителей: принцип работы, область применения, основные расчётные соотношения. Достоинства и недостатки.
- •30. Дифференциальный усилитель на основе трех операционных усилителей: принцип работы, область применения, основные расчётные соотношения. Достоинства и недостатки.
12. Экспоненциальный усилитель на основе полупроводникового диода, на основе транзисторного диода, на основе дифференциального включения идентичных транзисторов. Достоинства и недостатки.
Схема экспоненциального преобразователя представлена на рис. 1.
Рис.1. Экспоненциальный усилитель
,
.
Недостаток: выходное напряжение зависит от теплового тока обратно смещенного потенциала . Чтобы избавиться от этого используют дифференциальное включение транзисторов.
,
.
,
,
.
.
,
.
Достоинство схемы: при использовании согласованных транзисторов схема не зависит от тока обратно смещенного p-n перехода, а зависит только от .
13. Генератор прямоугольных колебаний на основе одного операционного усилителя: назначение, область применения, вывод расчётных соотношений для периода генерируемых колебаний. Достоинства и недостатки.
Генератор предназначен для формирования незатухающих прямоугольных колебаний заданной частоты и используется в узлах преоразовательной техники для формирования питающего и синхронизирующего напряжений.
Основными параметрами такого генератора являются: период (частота), длительность импульса и длительность паузы, или скважность (отношение длительности импульса к периоду). Простейшая схема генератора прямоугольных колебаний представлена на рис.1. В дальнейшем будем считать, если это не оговорено особо, что ОУ запитывается симметричным двухполярным напряжением , .
Рис.1. Генератор прямоугольных колебаний на основе ОУ
Из схемы видно, что ОУ имеет две обратные связи. Одна отрицательная – с выхода ОУ через резистор на инвертирующий вход, другая – положительная – с выхода ОУ через резистор на неинвертирующий вход. Работает генератор следующим образом. После подачи напряжения питания на ОУ напряжение на инвертирующем входе равно нулю, поскольку напряжение на конденсаторе скачком измениться не может. Напряжение же на выходе ОУ в кратчайшее время (определяемое быстродействием ОУ) установится в одно из двух возможных значений: либо , либо , где – максимальное выходное напряжение ОУ при заданном напряжении питания. Это произойдёт по причине несовершенства ОУ (наличия напряжения смещения, входных токов, шумов, неодновременности подачи питающего напряжения и пр.). Пусть, например, несовершенства ОУ таковы, что на выходе, после подачи напряжения питания, появилось небольшое положительное напряжение. Это приводит к тому, что часть этого напряжения через цепь положительной обратной связи (делитель , ) попадёт на неинвертирующий вход ОУ, в то время как напряжение на инвертирующем входе остаётся равным нулю (). Отмеченное обстоятельство вызовет дополнительное увеличение выходного напряжения, которое снова попадает на неинвертирующий вход через цепь положительной обратной связи. Таким образом, развивается лавинообразный процесс увеличения выходного напряжения ОУ до напряжения . После этого, через резистор начнёт заряжаться конденсатор , напряжение на котором будет стремиться достигнуть уровня . Это будет продолжаться до тех пор, пока напряжение на инвертирующем входе не превысит напряжение на неинвертирующем входе. После чего, выходное напряжение ОУ поменяет полярность. Вместо установится напряжение . Процесс переключения произойдёт лавинообразно (т. е. максимально быстро для данного типа ОУ). В результате под действием конденсатор начнёт перезаряжаться, пытаясь зарядиться до напряжения . Однако, после того, как напряжение на инвертирующем входе станет меньше, чем напряжение на неинвертирующем входе, выходное напряжение ОУ снова изменит свой знак и станет равным .
Временные диаграммы, поясняющие описанную выше работу генератора, представлены на рис.2.
Рис.2. Временные диаграммы, поясняющие работу генератора прямоугольных колебаний
Из рис.2 видно, что на выходе ОУ формируются колебания прямоугольной формы с амплитудой . При выводе количественных соотношений положим, что , а коэффициент делителя, обеспечивающего положительную обратную связь, . Для нахождения интервала времени , где Т – период колебаний, можно записать
,
где , .
Разрешая это уравнения относительно , можно получить
, или .
Положим, что , тогда период колебаний Т равен (с точностью ):
.
Таким образом, период колебаний определяется удвоенной постоянной времени цепи заряда конденсатора , .
При симметричности значений и , период колебаний не зависит от напряжения питания ОУ.