- •Операц-ный усилитель (оу).Диф-ное напряжение. Синфазное напр-ие. Идеальный оу.Виды обратной св.
- •Использование параллельной отрицательной обратной связи. Инвертор,интегратор,дифференциатор, сумматор.
- •Использов-е последоват-й отриц-й обрат-й связи. Повтор-ль.
- •Дифференц-й усилитель на основе 1-го оу. Досто-а, недост-и.
- •Инструментальный усилитель. Достоинства, недостатки.
- •Напряжение смещения диф. Усилителя (третий вход).
- •«Идеальный диод» на основе оу. Достоинства, недостатки.
- •Выпрямитель на основе оу с параллельной отрицательной обратной связью.
- •Измеритель среднего значения переменного напряжения.
- •Фазочувствительный усилитель.Функциональная схема. Основные свойства.
- •Фазочувствительный усилитель. Пример реализации. Погрешности от несовершенства.
- •Погрешности от несовершенства ключей.
- •Структурная схема блока пит., назначение и описание её элементов.
- •Однополупериодный выпрямитель. Достоинства, недоста-и.
- •Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой.
- •Мостовая схема двухполупериодного выпрямителя.
- •Сглаживающий фильтр.
- •Компенсационные стабилизаторы напряжения.
- •Стабилизаторы напряжения семейства 78хх, 79хх. Варианты использования. Основные технические характери-и.
- •Погрешности от наличия напряжения смещения оу. Способы компенсации.
- •Погрешности от входных токов оу. Способы компенсации.
- •Генератор прямоугольных колебаний на основе оу. Порядок расчета. Достоинства, недостатки
- •Варианты исполнения генератора прямоугольных колебаний.
- •Генератор треугольных колебаний. Расчетные соотношения.
- •Варианты исполнения генератора треугольных колебаний.
- •Генераторы синусоидальных колебаний. Общие соотношения. Баланс фаз, баланс амплитуд.
- •Генератор синусоидальных напряжений с последовательно-параллельной фазосдвигающей цепью. Расчетные соотношения.
- •Генератор синусоид. Колебаний с т-образной фазосдвигающей цепью. Расчетные соотношения.
- •Квадратурный генератор синусоидальных напряжений. Расчетные соотношения.
- •Примеры генераторов синусоидальных напряжений.
- •Использование лампы накаливания для обеспечения баланса амплитуд.
- •Использование диодов для обеспечения баланса амплитуд
- •Использование стабилитронов для обеспечения баланса амплитуд
- •Использование ару для обеспечения баланса амплитуд
- •Компараторы напряжения
- •Измерительные цепи для резистивных датчиков. Общие положения.
- •Мостовые измерительные схемы для резистивных датчиков
- •Активные мостовые схемы с наименьшим числом элементов
- •Активные мостовые схемы на основе одного оу и повышенной чувствительности
- •Активные мостовые схемы с использованием двух оу
- •Активная мостовая схема на основе двух оУи выходным усилителем с параллельной ос
- •Активная мостовая схема на основе 2-х оу и выходным усилителем с комбинированной обратной связью. Расчетные соотношения.
- •Влияние сопротивления проводов линии связи на погрешность преобразования
- •Трехпроводная линия связи. Основные соотношения
- •Трехпроводная линия связи. Примеры исполнения
- •Четырехпроводная линия связи. Функциональная схема. Примеры исполнения.
- •Шестипроводная линия связи для мостовой схемы. Компенсация влияния сопротивления проводов линии связи.
- •Шестипроводная линия связи для мостовой схемы с нулевым уровнем синфазной составляющей.
- •Аналоговые унифицированные сигналы. Преимущество токовых выходных сигналов.
Операц-ный усилитель (оу).Диф-ное напряжение. Синфазное напр-ие. Идеальный оу.Виды обратной св.
Операционный усилитель (ОУ) – универсальное усилительное устройство, изначально предназначенное для выполнения математических операций.
Кроме отмеченных выводов схемы ОУ имеют еще выводы питания, при необходимости,выводы частотной коррекции, балансировки, задания тока потребления и пр.Абсолютные значения трех сигнальных напряжений, отсчитываемых относительно общего вывода питания, находятся в пределах питающих напряжений. Как правило, напряжения питания , . При этом, размах выходного напряжения и входных напряжений , симметричен в обеих полярностях и гарантированно перекрывает диапазон .Основным свойством ОУ является его чувствительность к разности входных напряжений, а не к их абсолютным значениям. Вследствие этого вводятся два понятия: синфазное входное напряжение (общая составляющая напряжений на входах, которая должна подавляться) и дифференциальное входное напряжение , на которое усилитель реагирует. Будем считать, что , .
Для понимания работы схем с использованием ОУ полагают, что ОУ «идеален». Под идеальным ОУ понимается следующее: – коэффициент усиления ОУ равен бесконечности; входное сопротивление ; выходное сопротивление ; коэффициент подавления синфазного входного напряжения равен ∞. Понятно, что с таким коэффициентом усиления ОУ неприменим. Поэтому он предназначен для работы с глубокой отрицательной обратной связью. Различают два вида широко используемой обратной связи в схемах с ОУ. Это параллельная и последовательная отрицательные обратные связи.
схема с ОУ, охваченным параллельной отрицательной обратной связью.
Из свойств идеального ОУ вытекает, что разность между инвертирующим и неинвертирующим входами чрезвычайно мала и входы можно считать виртуально (квази) закороченными. Выходное напряжение для данной схемы можно найти из следующих соображений. Поскольку инвертирующий вход – точка суммирования, находится под нулевым потенциалом, то ток, протекающий по резистору , является входным током, который будет определяться следующим соотношением , а выходное напряжение , откуда коэффициент усиления схемы с параллельной ООС будет равен , то есть определяется не свойствами ОУ, а элементами ОС , .Схема с ОУ с последовательной отрицательной обратной связью представлена на рис.2.4.
Рис.2.4. Последовательная отрицательная ОС
В данной схеме часть выходного напряжения передается на инвертирующий вход через делитель , . Напряжение на инвертирующем входе равно .Напряжение на неинв-щем входе равно .Поскольку входы ОУ виртуально заземлены , то справедливо равенство
, ,откуда , .
Таким образом, коэффициент усиления схемы определяется, как и прежде, только соотношением сопротивлений резисторов , и не зависит от свойств от ОУ.
Использование параллельной отрицательной обратной связи. Инвертор,интегратор,дифференциатор, сумматор.
Операционный усилитель (ОУ) – универсальное усилительное устройство, изначально предназначенное для выполнения математических операций – откуда и название операционный. Графическое обозначение ОУ дано на рис.2.1.
Рис.2.1. Графическое обозначение ОУ, – коэффициент усиления ОУ
На рис.2.2 представлена схема с ОУ, охваченным параллельной отрицательной обратной связью.
Рис.2.2. Параллельная отрицательная обратная связь
Из свойств идеального ОУ вытекает, что разность между инвертирующим и неинвертирующим входами чрезвычайно мала и входы можно считать виртуально (квази) закороченными. Выходное напряжение для данной схемы можно найти из следующих соображений. Поскольку инвертирующий вход – точка суммирования, находится под нулевым потенциалом, то ток, протекающий по резистору , является входным током, который будет определяться следующим соотношением: ,а выходное напряжение , откуда коэффициент усиления схемы с параллельной ООС будет равен , то есть определяется не свойствами ОУ, а элементами ОС , .Рассмотрим ряд схем, реализованных на основе ОУ с параллельной ООС, представленных на рис.2.3. На рис.2.3а представлена схема инвертора или схема умножения входного напряжения на . Это достигается тем, резисторы . На рис.2.3б представлена схема дифференциатора. Поскольку , а , который в то же время равен (инвертирующий вход виртуально заземлен) , .
На рис.2.3в представлена схема дифференциатора с использованием индуктивности L. Для нее справедливо
,
то есть, как и в схеме с использованием конденсатора, выходное напряжение пропорционально производной от входного. На рис.2.3г, 2.3д представлены схемы интеграторов входного напряжения. Для схемы на рис.2.3г справедливо
, , , .
Аналогично имеем для схемы на рисунке 3д
, , .
На рис.2.3е представлен преобразователь ток-напряжение. В данной схеме источник тока виртуально заземлен (схема имеет неоспоримые преимущества по сравнению с преобразователями ток-напряжение на основе низкоомных резисторов-шунтов). Выходное напряжение пропорционально входному току. Коэффициент пропорциональности – сопротивление . На рис.2.3ж представлена схема сумматора. Здесь в точке суммирования складываются входные токи, протекающие по входным резисторам. Суммарный ток протекает по резистору обратной связи и создает выходное напряжение.
На рис.2.3з представлен дифференциальный усилитель. Выходное напряжение схемы пропорционально разности .
Некоторым недостатком схем с параллельной ООС является невысокое входное сопротивление, определяемое входным сопротивлением .
Достоинство данных схем состоит в том, что отсутствует синфазная составляющая входного сигнала. Неинвертирующий вход заземлен .