Изъюров Г.И. - Расчет электронных схем (1266568), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Определить погрешность коэффициента усиления 8К„„», неинвертируюшего усилителя (см. рис. 6.9), связанную !71 с конечным значением коэффициента Квв,е, если Я, = 10 кОм; Я„= 100 кОм; Кпог = 2000 и К„вь — — 1000. Ояжеьп 1,1,4. 6.7. Инвертирующий усилитель (см. рис. 6.8) имеет сопроти- вление Я =90 кОм, Я, =10 кОм и Я2=9 кОм. Дрейф напряжения смещения 2)(/,„/2)Т = 1 мВ/'С и дрейф разностного входного тока в!122„„/2)Т = 1 ИА/'С.
Найти напряжения ошибки на выходе усилителя, если температура изменилась на 40'С. Оьтве2я: 1/,„, = 404 мВ. 6.8. Рассчитать измерительный усилитель на основе ОУ для усиления разностного сигнала с диагонали моста, в одно нз плеч которого включен терморезистор (рис.
6.16). При изменении температуры на 20'С (от 20 до 40'С) возникает разбаланс моста АЯ„= 5 Ом. Номиналы резисторов моста Якягс — — Я, = 100 Ом; Яз = Яз = = 5 кОм; напряжение питания моста Е 10 В. Требуемое значение коэффипиеита уси- В Я 27якя ЛЕНИя дслжНО рЕГуЛИрОВатЬСя В ПрсдЕЛаХ от 30 до 50. Входное сопротивление Г як кв Я,„> 50 кОм. Оценить величину синфазной помехи на выходе усидителя, учитывая разброс номиналов резисторов схемы. Рыс. 6.!б Решение 1. Выбираем схему измерительного усилителя, приведенную на рис. 6.13, поскольку данная схема позволяет обеспечить высокие значения входного сопротивления н регулировку коэффициента усилення с помощью одного переменного резистора.
Используем.ОУ типа 140УД8 с полевыми транзисторами на входе, что позволит уменьшить погрешность, вызванную разностным входным током. 2. Определим величины дифференциального и синфазного выходных сигнаяов (рис. 6.16): Я, Я,— АЯв ы (/ к.л ~Р $ чв 3+ 2 2+ 1 кт =10~ — — — )= 0,01 В= 10 мВ, /!00 100 — 5 2 1, 5100 5100 — 5 ) вра+~йв 1 100+95 2 2 510 3. Выберем номиналы резисторов схемы. Для уменьшения влияния входного тока ОУ, возьмем Я = Як = 10 кОм, Я, = !72 = Яг = 50 кОм с погрешностью 5Я.
Это дает значения т = 5 Лт и — = 5;~;. Сопротивление переменного резистора аЯ определяется требуемой глубиной регулирования коэффициента усиления Кс „„. Из выражения (6.28) найдем, что при Кс — — 50 и И2= 5 велйчина а=0,22; при Ко= 30 и 2я= 5 величина а=0,4.
Если резисторы Яв = Я, = 10 кОм, то переменный резистор аЯ следует выбрать с номиналом 4 кОм. 4. Для подсчета (7'в определим К,в усилителя иэ вывык. вы ражения (6.29) при Кс — — 'Ю: 2 ! и 100 К, — — 1+ — )(1+2я) — = 10.6 — = 1200.
Ьт 5 Полученный результат показывает, что влияние нендентичности резисторов в схеме проявляется значительно сильнее, чем неодинаковость параметров плеч ДУ в ОУ, так как К = 101 и К ~ох >> К В усилителя. То~да при максимальном коэфф2щиенте усиления схемы вф Кпя = (7,к вКп,й — — (У,ывэ — '" —— 190.
=7М мВ, что при полезном сигнале (7,кв = 17 вКсв = 10 50 = ЯВ мВ дает относительную ошибку измерения в 7,92 ° 100/500 = 1,58;к~. 6.9. Определить, как изменится коэффищгент Кп разностного усилителя, собранного по схеме рис. 6.11, если номиналы резисторов Я = Яз увеличить вдвое. О2авегя: возрастает в два раза.
6.10. Рассчитать величины Я,„ и Я , , схемы разностного усилителя (см. рис. 6.!1), если номиналы резисторов схемы Я2 — — Я2 = 10 кОм; Я„=Яз = 100 кОм. Принять Я„„ог — — со и К ох ='оОвяеелп Я „=!0 кОм, Я в„,=110 кОм. 6.11. Определить выходной ток усилителя на ОУ в схеме, изображенной на рис. 6.! 1, если сопротивление нагрузки Яв = =5 кОм; Я,=Я2=10 кОм и Яз=Я.=50 кОм; (/ в=! В.
Принять Явыкох = 0 К ог = сс. Оя2векх: 1,1 мА. 6.12. Для схемы разностного усилителя (см. рис. 6.1!) определить величину Ь' „, если (/,=0,2 В, (/„2= — 0„1 В, Я .= = Яз = 120 кОм, Яв = Я2 = 10 кОм. Обвеян — 3,6 В. 6.13. Разностный усилитель (см. рис. 6.11) усиливает сигнал. поступающий с моста (рис. 6.16). Известно, что (/, „= (/ыз— ! 73 — Оввз = 1 мВ, (Ух — — 1гв = 5 В, Кз Каа 100 кОм «-аааФ = = 2 104, К, = Кг = 5 кОм. Определить полное напряжение на выходе ОУ, считая, что резисторы .К и К„, К, и К одинаковы.
Ответ: О „=25 мВ. 6.14. Ко входу разностного усилителя на ОУ (см. рис. 6.1!) приложен синфазный сигнал с напряжением (з',„,4 = 0,5 В. Измеренное на выходе напряжение составляет при этом 5 мВ. Определить коэффициент ослабления сннфазного сигнала, если К, = Кг = 5 кОм; К = Кз = 50 кОм.
Ответ: 60 дБ. 6.15. Выходное напряжение ОУ ограничивается на уровне ~ 10 В. Какое максимальное напрюкение О можно пода~ь на схему разностного усилителя (см. рис. 6.1Ц:, не вызывая ограничения О„„? Считать, что К, = Кг — — 5 кОм, К, = Кз = 50 кОм. Ответ: (З,„~„(! В. 6.16. Рассчитать инвертирующий сумматор с тремя входами на идеальном ОУ (Киот — — со, К„,ои = со, К, о„= О).
Значения ЭДС на входах и внутренние сопротивления источников следующие: Е,з — — -2 В, Егг=З В, Е„=1 В, Кг,=0,5 кОм, К„= Ю, Кг, = 1 кОм. Требуемое усиление сигнала по первому входу равно 5, по второму — 2, по третьему — 10. Сопротивление нагрузки К„=5 кОм. Решение Используем схему сумматора, приведенную на рис. 6.!4. Усиление схемы по первому входу Кш=К /(Кз+Кг,)ав5. Для уменьшения влияния токового дрейфа выберем К„= =Ю кОм.
Тогда К,=3,5 кОм. Аналогично находим Кг= = 10 кОм, Кз = 1 кОм. Для сниження токового дрейфа вводим 1зезистор Ка = Каа (((Кз + Кгз) !! Кг !!(Кгз+ Кз) = 1 3 КОм. 1ок, потребляемый от выходной цепи ОУ, Каа где (З = Коз ба! КгпЕгг КизЕгз = 10 6 10ва — 6 В. Сле- довательно, Ег 3 1вяг= — — = — =03 мА Кг2 + К2 10 (аз=- = — =0,5 мА.
Е,з ! Кгз+Кз 2 6.17. Для инвертирующего сумматора (см. рнс. 6.14) рассчитать величины К„К2 и К, так, чтобы обеспечнть следующую зависимость выходного напряжения: (7 = — (2О з+3(7 2+ + 5(з,„з). Сопротивление резистора К„=150 кОм. Ответ: К, =75 кОм, Кг = 50 кОм, К, = 30 кОм. 6.18. Как изменится выходное напрюкение сумматора нз задачи 6.!6, если э.
д. с. Егз сделать равной нулю? Опзвет: ()вы„=4 В 6.19. В схеме на рис. 6.12 использован идеальный ОУ (Киот = со' К оз = со). Показать, что ток в резисторе К„для указанных номиналов резисторов определяется по формуле 1„= (г',„/К, а выходное напряжение (7, = 2(з'„. 6.20. Для схемы предыдущей задачи определить напряжение (7в, если (г' = 5 В, К„=5 кОм и К=!О кОм. Ответ: Ц, = 2,5 В.
6.21. На вход ОУ типа 140УД6, включенного по схеме повторителя, подается синусоидальный входной сигнал переменной частоты с амплитудой 1О В. Определить предельную частоту входного сигнала, при которой будут отсутствовать искажения выходного напряжения. Решение Предельная частота, при которой обеспечивается неискаженное усиление большого сигнала, определяется скоростью нарастания выходного напряжения ОУ 1и и связана с амплитудой 1З „ следующим соотношением: 6,2ЗОы ззвс авыв Рис. б.17 Звис. 674 174 175 — 6 — 6 = — + — = — 1,5 мА, вы в 20 5 что допустимо для ОУ любого типа.
Значения входных токов ń— 2 1 = ' = — = — 05мА, Кгз + Кз ф фД Для ОУ типа 140УД6 !'„= 2 В/мкс и максимальная частота 2 = 0,0314 МГц. 6,28 ° 10 Ьсв 1 Э 6.22. ОУ с внутренней коррекцией (см. рис 6.7) имеет частоту единичного усиления /'г= 10в Гц и коэффициент усиления на низких частотах Коог — — 5 10в. Определить полосу пропускания А/' усилителя, используннцего данный ОУ, если его коэффициент усиления Кс = 10. Отвеги: А/'= 1О' Гц.
6.23. Между входамв ОУ (рис. 6.18) включен фотодиод ФД, ток которого при данной освещенности составляет 5 мА. Какой резистор следует включить в цепь обратной связи, чтобы получить на выходе напряжение П, = 5 В? Огивем: й = ! кОм. е, Рис. Г.! Рис. 7.3 ГЛАВА 7 ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ И АКТИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ 8 7.1.
РЕЗОНАНСНЫЕ УСИЛИТЕЛИ Избирательные усилители с нагрузкой в виде резонансного 2.С-контура используют в диапазоне радиочастот для выделения узкополосного сигнала из сложного по спектральному составу входного колебания. На рис. 7.1 изображена схема усилителя с последовательным включением контура. Эквивалентная схема усилителя по переменному току приведена на рис. 72, а его амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) — на рис. 7.3. Подобный вид АЧХ определяется частотно-избирательными свойствами параллельного резонансного контура, который характеризуется следующими параметрами: 1) частотой резонанса свв= 1/'1/сх.„; 2) волновым (характеристическим) сопРотивлением Р = У/с/С„ои; 3) добРотностью (4 = Р/11, где )! — активное сопротивление потерь в контуре; 4) полосой пропускания 26/; измеряемой на уровне 0,707 от резонансного значения напряжения (/ (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
