3 3. Инверт сумматор, интегратор, дифференциатор на ОУ.

Инвертирующий сумматор предст. соб.инв. усил. с несколькими ||-ми ветвями на входе: Как правило R резисторов R_i берутся одинаковыми: R_ос=R1=R2=…=R_n<<R_вхОУ. При этом можно считать, что I_вхОУ=0, тогда имеем I_ос=I₁+I₂+…I_n или умножить это выраж-е на R_i получим: U_вых=-(U₁+U₂+…U_n). Для того, чтобы они имели разное усиление, изменяют сопрот-е резисторов R_i: U_вых=-(R_ос/R₁∙U₁+ R_ос/R₂∙U₂ +…+R_ос/R_n∙U_n).

Интегратор. Его схема имеет вид:

При R_вхОУ=∞, I_вхОУ=0, тогда I_к=I_с или U_вх/R=-СdU_вых/dt. Откуда U_вых=-1/RC∫₀^t0U_вхdt+ +U_вых(0). U_вых(0) – U_вых при t=0, т.е. до начала интегрир-ия. Диаграмма работы интегратора.

Пост-ая времени интегрирования τ =R∙С опр-ет наклон линейного уч-ка на диаграмме U_вых, τ =1с^-1 т.е. при R=1 мОм и с=1 мкФ, интегрирование проводится в реальном масштабе времени. Масштаб интегр-я выбирают т.о., чтобы за время интегрирования U_выхОУ не достигало величины U^-_вых. На базе интегр-ра строятся генераторы линейноизменяющегося напряж-я (ГЛИН). Разряд конд-ра С происходит с пост-ой времени τ разряда: τ₀ =С(R+ +R_выхОУ), т.е. большое время.

Д ля сокращения времени разряда ||-но конд-ру С подключают транзисторный ключ.

Дифференциатор. Его схема имеет вид: (ж).

Если R_вхОУ=∞,тоI_вх=0,I_с=I_к или –СdU_вх/dt=U_вых/R 

U_вых=-RС(dU_вх/dt)= -τ∙dU_вх/dt, τ=RC

28. Усилители постоянного тока (УПТ).

УПТ предн. для усиления медленно изм. во времени сигналов, частота кот. м/б близка к нулю. Поэтому в УПТ связь м/у каскадами осущ. непоср. или эл-ми, обеспечивающими связь по пост. току. АЧХ (амплитудно-частотная хар-ка) УПТ имеет вид:

О тсутствие в УПТ разд. конд. или трансформаторов прив. к тому, что все изм. пост. напр. на вых. одного каскада, воспр. и усил. всеми послед. каскадами. В рез. внеш. или внут. фактор, вызывающий изм. пост. пот. на входе усил., может создать на его выходе эффект равноценный действию пол. сигнала. Самопр. откл. напр. на вых. усил. от нач. знач. наз. дрейфом усилителя. Причины дрейфа усил.: 1. нестабильность напр. ист. питания; 2. темп. и временная нестаб. пар. тр. и рез.; 3. НЧ шумы и помехи. Опр. величины дрейфа производится при закороченном входе УПТ путем измерения изм. ∆U_{вых дрейфа}, за опр. пром. времени. Для сравн. разл. усил. используется понятие приведенного дрейфа ℮_др=∆U_{вых др}/К_u, где К_u – коэф. усил. УПТ. Вел. ℮_др ограничивает чувствительность УПТ, т.к. min вх. сигнал усил. должен быть > ℮_др. Схема двухкаскадного однотактного УПТ имеет вид:

Тр-ры в усил-ле включены по схеме с ОЭ, а кол. и базы тр. соседних каскадов соединены непосредственно. Для выравнивания потенциала кол. VT1 и базы VT2 в цепь эм. VT2 включен резистор К_э2. Одновременно рез-ры R_э1 и R_э2 осущ-ют термостабилизацию начального режима каскадов усил.

Источник U_{комп.вх} необходим для того, чтобы при ℮_др=0, U_бп1 соответ-но требуемому значению напряж-я в режиме покоя и тока ч/з источник сигнала были =0. Нагрузка R_н включена м/у кол. VT2 и ср. точкой делителя R3, R4. Это необх. для того, чтобы U_н было =0, при ℮_др=0. Коэф. усил. по напр. R_к||r_вх≈R_к, r_вх>>R_г. K_U1≈βe₁[R_к1||r_вх2/r_вх1]≈βe₁∙R_к1/βe₁∙R_э1=R_к1/R_э1. K_U2≈βe₂[R_к2||(R_н+R₃||R₄)]/r_вх2 ≈ [R_к||(R_н+R₃||R₄)]/R_э2≈(R_к2||R_н)/R_э2 при усл. R_н>>R₃||R₄. K_u=K_u1∙K_u2 = R_к1/R_э1∙(R_к2||R_н)/R_э2. С ростом числа каскадов, пот. базы от каскада к каскаду становится более отр., поэтому R_э необх-мо увеличивать, а R_к – уменьш. Это приводит к умен. коэф. усиления каскада с увеличением его номера. Поэтому и из-за темп. дрейфа получение больших К_u в однотактных УПТ затруднено.