2. Розв’язання:

f₀ = 1(2 R_ВХC) = 1(23,141010^-610010³) = 0,159 Гц

Відповідь: f = 0,16 Гц.

16.

1. Навести схему та визначити коефіцієнт підсилення по напрузі інвертувального підсилювача на ОП

2. Підсилювач із вхідним опором R_ПС = 110³ Ом підключений до термопари із внутрішнім опором R_ТП = 10 Ом.

Визначте, яку частку від напруги холостого ходу термопари U_ТП складе напруга U_ПС, що діє на вході підсилювача (результат обчислити з точністю до 0,00).

1. Схема інвертувального підсилювача на ОП представлена на рис. 1.

Рис. 1. Інвертувальний підсилювач на ОП – еквівалентна схема

Оскільки неінвертувальний вхід, заземлений, його потенціал дорівнює 0 В. Для ідеального ОП відповідно до правила U_ВХ1 = U_ВХ2 потенціал інвертувального входу, також дорівнює 0 В (так звана «віртуальна земля»). Таким чином, інвертувальний вхід ОП також можна вважати заземленим.

Алгебраїчна сума всіх струмів для вузла інвертувального входу, повинна дорівнювати нулю

I_С + I_ВХ + I_ЗЗ = 0.

У той же час у силу правила I_ВХ = 0, вважаємо, що струм від джерела сигналу I_С в ОП не втікає. Отже, весь струм сигналу I_С протікає по резисторі R_ЗЗ

I_С + I_ЗЗ = 0,

і відповідно

I_ВХ = – I_ЗЗ. (1)

Оскільки правий вивід резистора R₁, приєднаний до віртуальної землі й знаходиться під нульовим потенціалом, а на лівому виводі діє вхідна напруга U_С, то струм джерела сигналу

.

Аналогічно для R_ЗЗ – лівий вивід резистора заземлений, а на правому виводі діє U_ВИХ, тобто до R_ЗЗ прикладена U_ВИХ

.

З огляду на те, що U_С  U_ВХ і підставляючи ці співвідношення в рівняння (1) отримаємо

,

або

.

Таким чином, схема інвертує вхідний сигнал і коефіцієнт підсилення напруги дорівнює

,

при R₁ >> R_С

.

2. Розв’язання:

.

Відповідь: U_ПС = 0,99 U_ТП

17.

1. Навести схему та визначити коефіцієнт підсилення по напрузі неінвертувального підсилювача на ОП

2. Підсилювач напруги із чутливістю К₀ = 110⁶, охоплено петлею ЗВЗ із К_ЗЗ = 0,009999.

Визначте чутливість підсилювача К при замиканні петлі ЗВЗ (результат обчислити з точністю до 0,0).

1. Схема неінвертувального підсилювача на ОП представлена на рис. 1.

Рис. 1. Неінвертувальний підсилювач на ОП – еквівалентна схема

Визначте коефіцієнт підсилення по напрузі

Відповідь: Напруга з виходу підсилювача подається на інвертувальний вхід підсилювача

,

але, оскільки напруга між входами ОП близько до нуля, можна вважати, що U_ЗЗ = U_С, тому для ідеального ОП коефіцієнт підсилення по напрузі

т. т.

,

.

2. Розв’язання:

.

Відповідь: К = –100,0.

18.

1. Навести еквівалентну схему операційного підсилювача, що враховує підсилювальні параметри, вхідний й вихідний опори, проаналізувати склад статичних похибок

2. Підсилювач із вхідним опором R_ПС = 110³ Ом підключений до схеми мосту із внутрішнім опором R_М = 500 Ом. Напруга холостого ходу у вимірювальній діагоналі мосту U_М = 1 мВ.

Визначте напругу U_ПС, що діє на вході підсилювача (результат обчислити з точністю до 0,00).

1. Еквівалентна схема OП, що враховує підсилювальні параметри, вхідний й вихідний опори й статичні похибки, представлена на рис. 1.

Рис. 1. Еквівалентна схема ОП із джерелами похибок посилення сталого сигналу

При малому внутрішньому опорі джерела сигналу похибки ОП відображаються сумарним джерелом напруги похибки U_П, при великому – зростає значення джерела струму помилки I_П.

Джерело напруги помилки U_П включає:

- напруги зсуву U_ЗС0,

- температурний дрейф U_ЗС0(),

- середній часовий дрейф U_ЗС0(t),

- складову, викликану зміною напруг живлення U_СМ0(U_П).

U_П = U_ЗС0 + U_ЗС0() + U_ЗС0(t) + U_ЗС0(U_Ж).

Джерело струму похибки I_П включає:

- вхідні струми (зсув бази, затвора) транзисторів ОП I_ВХ,

- термозалежну частину вхідного струму I_ВХ()

- середній часовий дрейф I_ВХ(t),

- складову від зміни живлячих напруг I_ВХ(U_Ж).

I_П = I_ВХ + I_ВХ() + I_ВХ(t) + I_ВХ(U_Ж).

Якщо на входах ОП присутня синфазна напруга, то в U_П необхідно врахувати U_{ВХ дф (СФ)}.