2.6 Логарифмічний та антилогарифмічний підсилювачі
Принципова схема логарифмічного підсилювача наведена на рис. 2.12.
Рисунок 2.12 – Логарифмічний підсилювач на ОП
Діод
VD зміщений у прямому напрямку. Вважаючи
ОП ідеальним, можна прирівняти струми
і
.
Використовуючи вираз для ВАХ p-n переходу
,
неважко записати:
,
звідки після перетворень отримаємо:
.
з
чого випливає, що вихідна напруга
пропорційна логарифму вхідної, а член
представляє собою помилку логарифмування.
Слід зауважити, що в даному виразі
використовуються напруги, нормовані
щодо одного вольта.
При заміні місцями діода VD і резистора R виходить антилогарифмічний підсилювач.
2.7 Суматор
Широке поширення отримали інвертувальні і неінвертувальні суматори на ОП, які ще називають підсумовуючими підсилювачами або аналоговими суматорами. На рис. 2.13 наведена принципова схема інвертувального суматора з трьома входами. Такий пристрій є різновидом інвертувального підсилювача, багато властивостей якого виявляються і в інвертувальному суматорі.
При
використанні ідеального ОП можна
вважати, що вхідні струми підсилювача,
викликані вхідними напругами
,
,
,
дорівнюють струму, що протікає через
,
тобто:
,
звідки
З
отриманого виразу слідує, що вихідна
напруга пристрою являє собою суму
вхідних напруг, помножену на коефіцієнт
підсилення
.
При
і
.
При
виконанні умови
помилка струму мала, і її можна розрахувати
за формулою
,
де
– коефіцієнт підсилення сигналу помилки,
який має більше значення, ніж
.
Неінвертувальний суматор реалізується так як і інвертувальний суматор, але для нього слід використовувати неінверту вальний вхід ОП за аналогією з неінвертувальним підсилювачем.
Рисунок 2.13 – Інвертувальний суматор на ОП
2.8 Повторювач напруги
На
рис.2.14 наведена
схема повторювача напруги, реалізованого
на основі ОП. Прийнявши в співвідношенні
(2.4)
та
отримаємо:
У відповідності з співвідношенням (2.5) відносна похибка дорівнює
Для визначення вхідного опору повторювача напруги скористаємось рис.2.15, а. Ця схема отримана з еквівалентних схем рис.2.3, б та в. Для схеми рис.2.15, а маємо:
В більшості практичних випадків виконується умова , тому
Рисунок 2.14 – Повторювач напруги на ОП
Вхідний
опір повторювача напруги
визначений з співвідношень (2.3)
та
(2.4), має досить велике значення. Але
потрібно враховувати
що ці співвідношення виведені на основі
наближеної еквівалентної схеми (див.
рис.2.3, б).
Для
визначення вихідного опору повторювача
напруги скористаємось
еквівалентною схемою, наведеною на
рис.2.15, б.
Ця схема отримана з схеми рис.2.15, а,
в якій замість
вхідної напруги
включено опір джерела цієї напруги
,
а на виході
еквівалентної схеми включено напругу
.
Рисунок 2.15 – Еквівалентні схеми операційного підсилювача
Можна показати, що вхідний опір повторювача дорівнює паралельному з’єднанню двох опорів, а саме:
де
Тому, що перший опір набагато більше другого, то можна вважати,що
