Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (2000) (1095415), страница 68
Текст из файла (страница 68)
8.25,з. Поэтому изложенной методккой можно пользоваться н для расчета полосозмх фильтров. Прк необходимости получения больших наклоиое ЛАЧХ аае полосы проиускапия необходимо испольэовать более сложные пепи ООС. Контрольные вопросы !. Определите тип ООС, используемой в повторителе напря!кення. 2. Докажите, почему коэффициент передачи схемы на рис.
8.! равен единице. 3. Почему коэффициент усиления нивертирующего усилителя не может быть менее единицы? 4. Докажите, почему коэффициент усиления нивертнрующего усилителя может быть уменьшен до нуля. б. Определите коэффициент передачи цепи ООС неинвертнрующего усилителя для случая Киоос= !. б. Объясните, почему между входами ОУ и общей шиной необходимо включать резисторы с одинаковым сопротивлением. 7. Объясните, как необходимо рассчитывать элементы входных цепей ОУ с точки зрения компенсации погрешностей, обусловленных действием У,„, l,„и .зг'„. В. Почему цепи внешней коррекции позволяют скомпенсировать погрешности выходного напряжения ОУ только при одной температуре внешней среды? 9.
Покажите, как необходимо выбирать элементы входных копей ОУ для минимизации температурной нестабильности выход- 347 ных напряжений ннвертнрующего н неиивертнрующего усиля телей. 10. Объясните, почему в дифференциальном усилителе коэф фициент передачи напряжения, подаваемого на неинвертирующн1 вход ОУ, не может быть меньше единицы. 11. Докажите, что дифференциальный усилитель может вы полнять математическую операцию вычитания двух чисел, 12. Покажите, как входные сопротивления схемы инвертируан щего сумматора влияют на его выходное напряжение.
13. Разработайте схему усреднения 4-х входных напряжений, 14. Почему в общем случае схема сложения — вычитания нуж дается в балансировке? 15. Покажите, как необходимо выбирать элементы входный цепей дифференциального усилителя н неннвертнрующего сумма~ тора для минимизации погрешностя, обусловленной некдеальа стью свойств ОУ.
16. Спроектируйте схему, реалнзующую следующую зази ность входных и выходного напряжений: и, „=0,5и,ы+0,2и,, ичм 0,1з1пм(, и„,и=1,5з1п (м(+н!2). 17. Чем определяется диапазон рабочнх частот реального ~ тегратора? 18, Объясните, каким образом можно уменьшить погрешно выходного напряженна реального интегратора. 19. Докажите, что выходной сигнал схемы на рнс. 8.15 ра~ разности интегралов от входных напряжений. 20.
Докажите, что прн включении полупроводникового дио в цепь ООС ннвертнрующего усилителя его выходное напряже~ пропорционально логарифму от входного напряженна. 21. От чего зависят полярности выходного нанряження ло~ рифмнческого и экспоненциального усилителей? 22. Что общего между схемамн нелинейного преобразоватс с возрастающим коэффициентом передачи н ннвертирующего су матора? 23. Как связаны напряженна обратного пробоя стабнлитроп в схеме нелинейного преобразователя с возрастающим коэффн циеятом передачи с видом его передаточной характеристики? 24, Как определить входное напряжение, при котором происх дит изменение коэффициента передачи нелинейного вреобразов, теля с монотонно убывающим коэффнянентом передачи? 25. Чем ограничивается применение стабнлитронов в схем.
нелинейных преобразователей? 26. Каким образом можно изменять наклон передаточной х рактеристики ограничителя уровня при входных напряжения близких к нулю? 343 27, Разработайте схему ненивертирующего ограничителя уровня и поясните, чем его свойства отличаются от свойств иивертирующего ограничителя. 28, Какой основной принцип заложен в схемы источников постоянного тока как с заземленной, так и «плавающей» нагрузками? 29, Какие функции выполняет дополнительный транзистор в ~ м мах генераторов тока с заземленной нагрузкой? 30, Определите допустимый диапазон изменения выходного напряжения в источниках, выполненных на основе иивертнрующего ч иеиивертирующих усилителей.
31. Докажите, что при использовании ОУ в источнике иапря- ~ пня диапазон изменения выходного напряжения прн заданном гзчении Ы. будет меньше, чем без усилителя. 32. Чем ограничивается полоса пропускания фильтра высокой ч.н готы, схема которого приведена иа рис. 8.31? 33. Почему коэффициент передачи фильтра высоких частот, .гма которого приведена на рис.
8.31, а, на частотах ниже ы= ЦТ,ь гзиен единице? ГЛАВА 9. УСТРОЙСТВА СРАВНЕНИЯ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ Устройство сравнения аналоговых сигналов (комларатор1 выв~лняет функцию сравнения либо двух входных сигналов между <обой. либо одного входного сигнала с некоторым наперед заданным эталонным уровнем. При этом иа выходе устройства формируются только два значения выходного сигнала: если один из сравниваемых сигналов больше другого, то выходной сигнал ранги А„в противном случае выходной сигнал равен А,.
В общем случае в качестве входных и выходных сигналов схемы сравнения могут выступать различные параметры постоянного тока. Но наивнлее часто под А. и А, подразумевают напряжения. Следует отметить, что в общем случае напряжение (1, и У~ эоч ут отличаться как по величине, так н по знаку. Однако иа ярактике наибольшее распространение получили устройства„ формирующие на выходе либо напряжения противоположной полярюкти при практически равных абсолютных значениях, либо начряжения одной полярности.
Первый случай характерен для использования в качестве схемы сравнения операционного усилителя (ОУ), второй — при использовании специализированных нн- ~ ральных схем. Во втором случае выходные напряжения компа- зю ратора согласованы па величине н полярности с снпгаламн, нс пользуемыми в цифровой технике, Поэтому можно сказать, что входной сигнал кампаратора на. снт аналоговый характер, а выходной — цифровой, Вследствие это го компараторы часто выполняют роль элементов связи между аналоговыми и цифровымн устройствами, т.
е. выполняют роль простейших аналого-цифровых преобразователей. Возвращаясь к терминологии, следует отметить, что, как пра вяло, непосредственна под компараторам понимают специалнзн рованнае устройство. При использовании в качестве схемы сран пения ОУ говорят о компараторнам режиме его работы. Следу ~ отметить, что для создания такого режима работы ОУ обычн" охватывают цепью обратной связи, в то время как в специалнзы рованнам компараторе такой связи не требуется. Для уяснения принципов, залаженнмх в основу работы уг~ ройств сравнения аналоговых сигналов, рассмотрим работу Оз без цепей ОС прн больших амплитудах входного сигнала. вд.
РАБОТА ОпеРАИИОН НОГО Усилителя ПРИ БОЛЬШИХ АМПЛИТУДАХ ВХОДНОГО СИГНАЛА Ранее при рассмотрении ЭУ выполненных на ОУ мы полагал что при всех изменениях входного напряжения выходное напр жение не достигало своего максимально возможного уровня. Рз смотрим теперь случай, когда эта условие ие выполняется. Д~ этого обратимся к схеме инвертирующега усилителя, приведенн на рис. 9.1, ы.
В данной схеме эталонный уровень напряжены с которым сравнивается входной сигнал, равен нулю. Предположим, что ОУ обладает некоторым, отличным от бг конечности, коэффициентом усиления Кир н на вход усилите~ подано переменное напряжение ы,„= У„з!ам(, причем амплиту( сигнала У больше максимального значения входного сигнал обеспечивающего работу усилителя без ограничения выхолиа напряжения, т.
е. ) У„) >~ У,„„,„~/Кыэ (см. рис. 9,1, б). Време ные диаграммы, поясняющие работу усилителя в этом случа приведены на рис, 9.!, в. Очевидно, что до тех пор, пока входное напряжение будет а~ вечать условию ~У„з(пЫ1<[У,ч.~„!/К~в рабата усилителя ~ буд~т о~л~~а~~~я ат описанной в ф 8.3, т. е.
Уе~х=Ку~Ущз(п< ( На интервалах, когда входное напряжение превысит значенн 1У, „„~Яр>, выходной сигнал ОУ будет оставаться постоянны н равным ~ Уемм~ Умных п~ая. Нетрудно заметить, чта чем больше па абсолютному значенн У„, тем меньшую часть периода булат сохраняться пропорцн 360 ((д»клкм кант о ир„,~, лея иам, Й(»ел»кл Рке, ц!.
Схема кстекторк нуля (а). се переккточнкя ккркктепкстнка (6) к вре- менные кпкгркммм, пояснявщпе работу и случае у„.я((»» м-(доя (я) ' нальность между входным и выходным напряжениями н тем дольник выходное напряжение ОУ будет равно своему максимуму. г(айдем зависимость длительности интервала, в течение кото(юго существует пропорциональность между входным и выходным напряжениями ОУ и параметрами усилителя и входного сигнала. 1(ри этом будем полагать, что операционный усилитель идеален (исключая предположение о бесконечности коэффициента усиления); максимально н минимально возможные выходные напряжения ОУ равны, т. е.
) — У... ( ((вмк м.к,' для амплитуды входного сигнала справедливо соотношение у~ >> у~ мм»т(ив. (', учетом сделанных допущений определим длительность времен-' ного интервала, в течение которого в схеме на рис. 9.(, а сохраняется пропорциональность между входным и выходным напряжениями. Так Как ПРЕДПОЛаравтСЯ, ЧТО ((мЛ»(»вмя мяя~КОВ тО МОЖНО СЧИ ~ать изменение входного напряжения на интервале 1т...1к линейным.
Для простоты определим скорость этого изменения в момент ( =Т/2. Тогда мнк» ~ — (у„в соз а(!»=гл — мО,„= сопа(. (й.ц пт (т.. гп 361 (9,2) ОЧЕВКДНО, Что ДЛЯ ИЗМЕНЕИНЯ ВЫХОДНОГО НВПРЯЖЕННЯ От Сгвмхта до — сГамх м.х потребуется такое же ~ром~. Таким образом, на выходе ОУ формируется напряжение, и форме приближающееся к прямоугольному. ДЛя раССМатрнВВЕМОй СХЕМЫ МОЖНО ОдНОэиаЧНО СКаэатЬ, Ч1м ЕСЛИ ВЫХОДНОЕ НВПРЯЖЕННЕ (аамх раВНО (авмх аааха ТО ВХОДНОЕ На ПРЯжЕННЕ МЕНБШе НЛИ равно — ггвмхмахМОО, а ЕСЛИ (7вмх равно — агам мах, то ВхОдное капряженне бОльше клн раВно (Гамхтах!Кие.
Следовательно, схему иа рнс. 9,1, а можно рассматривать как ЭУ, позволяющее контролировать величину н полярность входного нп пряженкя. Пример 9.1. Опрелелнть параметры выходного напряжения схемы рнс. 91,а прн использовании ОУ типа К140УД17 и двух значениях входюа напряжения и и=!О хыпег н иаха 1О аипюд ы 1ООО л. Решение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
