2.2. Применение оу. Дифференциальный усилитель (вычитатель).

Н а рисунке представлена схема классического дифференциального усилителя, коэффициент усиления которого рассчитывается по формуле . Значение выходного напряжения рассчитывается по формуле . Не следует путать дифференциальный усилитель с дифференциатором. Данная схема предназначена для получения разности двух напряжений, при этом каждое из них предварительно умножается на некоторую константу (константы определяются резисторами). . Входное сопротивление (между входными выводами) . В случае, когда R₁ = R₂ и R_f = R_g, имеем: .

2.3.

Зная значение напряжение полной шкалы мы можем найти напряжения, соответствующие каждому разряду. В нашем случае U_пш=5В и количество разрядов n=6:

N разряд = U_пш/2^N, N ;

1 разряд = 2,5В; 2 разряд = 1,25В;

3 разряд = 0,625В; 4 разряд = 0,3125В;

5 разряд = 0,15625В; 6 разряд = 0,078125В;

Зная цифровой код на входе ЦАП можно найти напряжение на выходе:

101100 -> U_вых=2, 5+0,625+0,3125= 3,4375В.

3.1. Обратные связи (4 типа).

О братная связь – это условие функционирования физической системы, при котором часть энергии передаётся с её выхода на вход. Введение ОС в физическую системы, например электронную, изменяет рабочие характеристики системы. На практике, главным образом в усилителях, ОС организована так, что часть выходного сигнала, подаваемая на вход усилителя, вычитается из входного сигнала. Такая связь называется отрицательной обратной связью (ООС). Если часть выходного сигнала, подаваемая на вход, складывается с входным сигналом, то ОС называется положительной обратной связью (ПОС) или регенеративной.

ООС стабилизирует коэффициент усиления усилителя, расширяет его полосу пропускания, уменьшает шумы и искажения и используется значительно чаще, чем ПОС, которая увеличивает коэффициент усиления, но уменьшает полосу пропускания и ухудшает стабильность усиления. ПОС применяется обычно в генераторах.

Тип схемы	К.у. в цепи с ОС	К. п. в цепи с ОС
Последовательный вход, последовательный выход (последовательная ОС)
Параллельный вход параллельный выход (последовательная ОС)
Последовательный вход, параллельный выход.
Параллельный вход, последовательный выход.

В зависимости от способа получения сигнала ОС различают обратную связь по напряжению (сигнал ОС пропорционален напряжению нагрузки) и по току (сигнал ОС пропорционален току нагрузки).

По способу введения сигнала ОС во входную цепь усилителя различают обратную связь последовательную (когда суммируются напряжения U_ВХ и U_ОС) и параллельную (когда суммируются I_ВХ токи и I_ОС).

3.2. Применение оу. Инвертирующий усилитель.

Р езисторы, используемые в данных схемах, имеют типичное сопротивление порядка кОм. Использование резисторов с сопротивлением менее 1 кОм нежелательно, так как они могут вызвать чрезмерный ток, перегружающий выход ОУ. Резисторы более 1 МОм могут внести повышенный тепловой шум и сделать схему чувствительной к случайным ошибкам вследствие токов смещения. Инвертирует и усиливает напряжение (то есть умножает напряжение на отрицательную константу). . (Поскольку U_— является виртуальной землей). Третий резистор с сопротивлением, равным (сопротивление параллельно соединенных резисторов R_f и R_in), устанавливаемый (при необходимости) между неинвертирующим входом и землей, уменьшает ошибку, возникающую из-за тока смещения.

3.3.

Зная значение напряжение полной шкалы, мы можем найти напряжения, соответствующие каждому разряду. В нашем случае U_пш=20В и количество разрядов n=6:

N разряд = U_пш/2^N, N ;

1 разряд = 10В; 2 разряд = 5В;

3 разряд = 2,5В; 4 разряд = 1,25В;

5 разряд = 0,625В; 6 разряд = 0,3125В;

Зная цифровой код на входе ЦАП можно найти напряжение на выходе:

111011 -> U_вых= 10+5+2,5+0,625+0,3125= 18,4375В.