1.3. Корректор с использованием операционных усилителей.

Пусть устройство характеризуется передаточной характеристикой вида: K₁(j Z₂/(Z₁+Z₂). При этом необходимо обеспечить неискаженную передачу импульсных сигналов. Такой режим можно обеспечить, если последовательно с устройством включить активный корректирующий двухполюсник с условно бесконечно большим входным сопротивлением и малым выходным.

1.4. Примеры расчеты.

Расчет источника импульсных сигналов

Рассмотрим вариант источника сигналов, схема которого представлена на рис.3

Рис.3 Схема источника сигнала.

С целью обеспечения режима идеального источника эдс, выход источника сигнала подключаем к операционному усилителю, работающему в режиме повторителя.

В этом режиме расчетная схема будет иметь вид (рис.4)

Рис.4

Принимаем условно, что входное сопротивление операционного усилителя близко к бесконечности, а выходное сопротивление близко к нулю, будем считать, что источник с операционным усилителем обеспечивает режим идеального источника эдс u₃=-u₂, r_{вых 0.}

1. Расчет передаточных характеристик.

Проведем расчет переходных и передаточных характеристик цепи источника сигнала, формирующего последовательность прямоугольных импульсов амплитудой 2 В, частотой 100 Гц и скважностью 2, а также выходной сигнал единичного импульса

Параметры схемы замещения:

=20 кОм, r₂= 20 кОм, r₃=10кОм, r₄=100 кОм, =20 мкГн, = 66,8 1/с

Учитывая, что коэффициент усиления операционного усилителя достаточно высокий, можно считать, что сигнал на входе операционного усилителя близок к нулю.

В этом случае

, , где

Для рассматриваемого примера

Амплитудно- частотная характеристика

Фазо-частотная характеристика

Амплитудно-частотная характеристика строится в диапазоне 0,1 .

Амплитудно-частотная характеристика (Л.4. Рис.5,а)

Фазо-частотная характеристика (Л.4. Рис.5,б)

2. Расчет переходной характеристики.

Переходная характеристика определяется как реакция на единичное воздействие при нулевых начальных условиях.

Переходная характеристика h(t) определяется уравнением

3. Расчет реакции на единичный импульс.

Реакция на единичный импульс при u=2 в имеет вид

0‹t‹ t_u

u₂(t)= 0,14 e^{-0,95 10} - 0,14 e e^{-0,95 10} t›t_u

4. Расчет реакции на последовательность прямоугольных импульсов.

Расчет реакции на последовательность импульсов проводится методом припасовывания. При скважности g=2 длительность импульса равна Т/2.

Учитывая, что в схеме один реактивный элемент решение в интервале импульса определяет уравнение

0 ‹ t ‹ Т/2

В интервале паузы

Т/2 ‹ t ‹ Т

В момент t=Т/2 происходит переход из участка 1 на участок 2.

В этот момент входное напряжение уменьшается на 2 вольта. Так как ток в индуктивности не меняется, происходит изменение тока только в сопротивлениях r и r₂₄. Ток, протекающий через резисторы r₁ и r₂₄ определяется из уравнения

Из условия стыковки решений можно записать в момент т/2

В момент t=T и момент t=0 напряжение возрастает на 0,9 в

Уравнение стыковки в этот момент имеет вид

Решая эту систему, находим А₁ и А₂

Таким образом условия стыковки можно записать в виде:

0,47+0,005А₁-0,9=А₂

А₂=0,05А₁-0,43

0,43А₂+0,09=0,47+А₁

А₁=0,05А₂+0,43

А₁=0,05(0,05А₁-0,43)+0,43

0,998А₁=0,41 А₁=0,41

А₂=-0,41

Решение имеет вид

u₂(t)=0,47+0,41е^pt 0‹t‹ Т/2

5. Расчет комплексного коэффициента передачи. Расчет амплитудно- частотных и фазо- частотных характеристик четырехполюсников. (см. Л5, стр. 22-27).

6. Расчет реакции цепи на импульсный сигнал (см.Л.3,стр9-11)

7. Расчет реакции на последовательность импульсных сигналов методом припасовывания (Л3, стр.14-21).