Билет № 15

1. Назовите и охарактеризуйте основные схемы включения ОУ в качестве усилительного прибора.

операционные усилители работают только с обратными связями, от вида которой зависит, работает ли операционный усилитель в линейном режиме или в режиме насыщения. Обратная связь с выхода ОУ на его инвертирующий вход обычно приводит к работе ОУ в линейном режиме, а обратная связь с выхода ОУ на его неинвертирующий вход или работа без обратной связи приводит к насыщению усилителя.

Неинвертирующий усилитель характеризуется тем, что входной сигнал поступает на неинвертирующий вход операционного усилителя. Данная схема включения изображена ниже

Работа данной схемы объясняется следующим образом, с учётом характеристик идеального ОУ. Сигнала поступает на усилитель с бесконечным входным сопротивлением, а напряжение на неинвертирующем входе имеет такое же значение, как и на инвертирующем входе. Ток на выходе операционного усилителя создает на резисторе R2 напряжение, равное входному напряжению.

Инвертирующий усилитель характеризуется тем, что неинвертирующий вход операционного усилителя заземлён (то есть подключен к общему выводу питания). В идеальном ОУ разность напряжений между входами усилителя равна нулю. Поэтому цепь обратной связи должна обеспечивать напряжение на инвертирующем входе также равное нулю. Схема инвертирующего усилителя изображена ниже

Работа схемы объясняется следующим образом. Ток протекающий через инвертирующий вывод в идеальном ОУ равен нулю, поэтому токи протекающие через резисторы R1 и R2 равны между собой и противоположны по направлению

Интегратор позволяет реализовать схему, в которой изменение выходного напряжения пропорционально входному сигналу. Схема простейшего интегратора на ОУ показана ниже

Данная схема реализует операцию интегрирования над входным сигналом. Интегратор реализует аналогичное изменение входного сигнала, однако он имеет ряд преимуществ по сравнению с интегрирующими цепочками. Во-первых, RC и RL цепочки значительно ослабляют входной сигнал, а во-вторых, имеют высокое выходное сопротивление.

Одной из схем на операционном усилителе, которые нашли применение, является логарифмирующий преобразователь. В данном схеме используется свойство диода или биполярного транзистора. Схема простейшего логарифмического преобразователя представлена ниже

Данная схема находит применение, прежде всего в качестве компрессора сигналов для увеличения динамического диапазона, а так же для выполнения математических функций.

2. Назовите основные параметры цифровых ИМС. Сравните параметры различных технологий ИМС, на примере ЭСЛ, ТТЛ и КМОП

К характеристикам цифровых ИМС относятся:

Входные характеристики – это зависимость входного тока Iвх ИМС от величины входного напряжения. Iвх = f (Uвх).

Передаточные характеристики. Это зависимость выходного напряжения ИМС от входного.

Параметры ИМС.

Параметры ИМС подразделяются на две группы – статические и динамические.

1. Статические параметры характеризуют работу ИМС при статических 0 или 1 на входе и выходе.

К статическим параметрам относятся:

1.Напряжение источника питания Uип.

2.Входные и выходные напряжения логического нуля и логической единицы: Uвх0, Uвх1, Uвых0, Uвых1.

3.Входные и выходные токи логического нуля и логической единицы: Iвх0, Iвх1, Iвых0, Iвых1.

4. Коэффициент разветвления показывает количество входов микросхем нагрузок, которые можно подключить к данной микросхеме без потери её работоспособности (характеризует нагрузочную способность ИМС)

5. Коэффициент объединения по входу Коб показывает, количество входов микросхемы, по которым реализуется выполняемая ею функция.

6. Напряжение статической помехи – это максимально допустимое статическое напряжение на входе, при котором микросхема не теряет свой работоспособности. Характеризует помехоустойчивость ИМС.

7.Средняя потребляемая мощность от источника питания Pпот.ср.

3. Дана схема на операционном усилителе в инвертирующем включении. Определите какое напряжение будет на выходе усилителя, если известно, что Епит оу=10В, Uвх max = 0,5В, Rвх=7,5кОм, Rос=35кОм. Изобразите схему получившегося усилителя.