Тема 11.1 «Схеми операційних підсилювачів»

В даний час випускаються ОП у вигляді інтегральних мікросхем з різноманітними характеристиками. Основні схеми посилення показані на мал.

11.1.

R2

1. Інвертуюча схема посилення.

R1

Uвх

-

+

Uвих

R3

U вих = - R₂/ R₁Uвх

11.1.

R2

2. Не інвертуюча схема посилення

U вих = R₁+R₂/ R₁Uвх

11.1.

R2

3

R2

.Дифферинційная схема підсилювача

R1

-

+

U1

Uвих

R2=R3 R2=R4

U2

R3

R4

11.1.

R2

4.Перетворювач опору (одно каскадний буферний підсилювач)

R

-

+

Uвих

Uвх

Uвих = Uвх

11.1.

R2

5

R

. Перетворювач “електричний струм - напруга “

Uвих = - R Iвх

11.1.

R2

6. Схема логарифмічного стиску

VT1

11.1.

R2

7 .Схема підсумовування

11.1.

R2

8 . Схема інтегрування

11.1.

R2

9. Схема диференціювання

11.1.

R2

10. Підсилювач, що обчисляє антилогарифми

11.1.

R2

11. Логарифмічний підсилювач

VD1

11.1.

R2

1 2. Компаратор

Підсилювач посилює різницю сигналів. При цьому Uвих <0 при U1>U2, Uвих >0 при U1>U2. Якщо на виході поставити регіструючий полярність вихідного сигналу, то він буде показувати, який з сигналів більше, тобто буде здійснювати порівняння сигналів.

11.1.

R2

13. Тригер Шмідта.

R1

-

+

R3

U₁

Uвих

U₂

R4

11.1.

R2

1 4. Подвійний інтегратор.

U1

U2

11.1.

R2

15. Генератор імпульсів.

t

t

t

tи₁ tи tи

U

E+

0

E-

U+

U-

E+

UR

UR-

E-

а) б)

Мал. ОП в схемі генератора (а) і діаграма роботи генератора (б).

Позитивний зворотній зв'язок забезпечується дільником R1 і R2. Резистор R1 включений між виходом і не інвертуючим входом ОП, а час задаючої ланцюжок включена так, що її конденсатор виключає дію негативного зворотного зв'язка під час лавино образного процесу.

Режим автоколивання цього генератора полягає у наступному. У момент t=0 включаються джерела живлення ОП, і нехай вихідна напруга U почне, збільшуватися, викликаючи збільшення напруги +U, що призводить до ще більшого збільшення напруги U. Розвивається лавино образний процес, у результаті якого вихідна напруга і стрибкоподібно зростає до значення Е, а вихідна +U- до UR= E, де  =R2/(R₁+R₂). Напруга U- при цьому буде залишатись практично незмінною і рівною нулю.

Процес заряду конденсатора через резистор R викликає збільшення напруги U-, що прямує до рівня Е по експоненціальному закону. У момент t=tн1 виконується рівність +U= -U. Вихідна напруга U при цьому зменшується до нуля і начиняє змінювати полярність на протилежну - негативну. Процес цієї зміни відбувається лавино образно. У результаті його закінчення напруга U стане рівним -Е, а +U=-UR. Конденсатор почне розряджатися через резистор R, прямуючи перезарядитися до напруги -Е. У момент, коли при перезарядженні напруга - U досягає значення -UR, знову відбувається перекидання ОП. Описані процеси повторюються.