promel (967628), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Лг ОУ оив ° = О,! —: !00 В/мкс, а 1 „= 0,05 —: 2 мкс. Широкое практическое использование ОУ в аналоговых схем основывается главным образом на применении в них различного ро внешних отрицательных обратных связей, чему способствует больша значение коэффициента усиления Киоу, а также высокое входное, малое выходное сопротивления ОУ. Высокие качества параметр" современных ОУ позволяют, в частности, без внесения заметной п' грешности при расчете схем на ОУ принимать Кпоу — ьее, Ксоу — ь, /х вхоу Рассмотрим некоторые примеры построения аналоговых схем а ОУ, режим работы которого осуществляется в пределах линейно' участка передаточных характеристик. Инвертирующий усилитель. Инверт рующий усилитель (рис. 2.46), изменя /ас х'ас щнй знак выходного сигнала относ тельно входного, создается введение по инвертнрующему входу ОУ с пом, л // щью резистора я„параллельной отрица аг с а + тельной обратной связи по напряжению: Неинвертирующий вход связывается общей точкой входа и выхода схе (заземляется).
Входной сигнал подаетс. через пезистор я в на инвертирующий вход ОУ. Показатели схемы можно определить, воспользовавшись уравнением ЕМ ТОКОВ дпя уЗЛа 1. ЕСЛИ ПрннятЬ )СвхОУ =со И ВХОдНОй тОК У у =О, то ! „= 7„, откуда и,„— и, 47,„„— 47, (2.138) агос При Кцои -1-оо напряжение на входе ОУ (7с = сг,„,гКиоУ -и О, в связ вязи с чем выражение (2.138) принимает вид ~-'вх()11 = — ('вых))~ос. (2.
139) следовательно, коэффициент усиления по напряжению инвертиру! 1ОщЕГО уСИЛИтЕЛя С ПараЛЛЕЛЬНОй ОбратиОй СВЯЗЬЮ Кпв = (),ы,!Ц,„ опРеделЯетсЯ паРаметРами только пассивной части схемы: Кос = )хсса)11. (2.140) Выбор И„= )с „когда Кпв = — 1, придает схеме рис. 2.46 свойство инвертирующего повторителя напряжения (инвертора сигнала).
Поскольку Уо — О, входное сопротивление схемы цх„= 741, Выходное сопротивление усилителя р ~~выхоУ (! + ~'ос/Й1) вых Кооу Прн Ксгсу — оо бЛИЗКО К НУЛЮ. Неинвертирующий усилитель. Неинвертнрующий усилитель (рис. 2,47) содержит последовательную отрицательную обратную связь по напряжению, поданную по инаертирующему входу; входной сигнал подается на неинвертирующий вход ОУ. В силу равенства нулю напряжения между входами ОУ (()с = О) входное напряжение схемы связано с выходным напряжением соотноц!евием (7 =(7 вх вых + к откуда коэффициент усиления неннвертирующего усилителя Ко.=! +Й„,ЯУ (2.142) При А'„= 0 и )41 =со приходим к схеме повторителя (рис.
2.48) ' Ки =1. «аа «аа Ри, ае т ис. 2.47, Схема аеияертиру!ощего усилителя Рис. 2.49. Схема преоа. рааоаателя тока а иа- пряжеиие Ряс. 2.48. Схема поато- рител я (57 Входное сопротивление неинвертирующего усилителя Й„„ра входному сопротивлению ОУ по неинвертирующему входу, вел выходное сопротивление Й„,х — О. Его находят из соотиош (2.)4!). Неинвертирующий и иивертирующий усилители широко исп зуют в качестве высокостабильнмх усилителей различного на чения.
Преобразователь тока в напряжение. Схема, осуществляю преобразование тока в напряжение (рис, 2.49), является варна х г Иг рх Рис. 2.о!. Схема неинверти рующего сумматора Рис. 2ЛО. Схема ииаертирую- щего сумматора схемы рис. 2.46 при Й, =О. Из схемы рис. 2 49 имеем г'„=! = — Сгв„„Ясм откУда (живых = — (вхй.с (2.!' Малые входное и выходное сопротивления являются зажнЫ преимуществами схемы при ее использовании для преобразован тока источников сигнала в напряжение. Инвертирующий сумматор. Схема рнс. 2.50 выполняется по ти ннвертирующего усилителя (см. рис.
2.46) с числом параллельн' ветвей на входе, равным количеству сигналов, предназначенных д сложения. Сопротивления резисторов принимают одинаковым' Йсс = Й$ Йх = " =Йа ~~ Йвхою При (вхох = 0 имеем )сс )~ + ~х + ' ' + ~в или (г',„, = — ((у, +(г', + +(х'„). (2. ! Соотношение (2.!44) отражает равноправное весовое участие сл гаемых в их сумме. Суммирование может производиться и с соотве, ствующими весовыми коэффициентами для каждого из слагаемы 1 в ~в зто достигается применением различных значений сопротивлени резисторов во входных ветвях.
л Х г !ух уа л "а н пв + Ъ л, )4 иинертирующий сумматор. Неинвертирующий сумматор меже~ быть реа реализован Г!утем по"едовательного соединения схемы рис 2.50 н нявер „ертора (см. рис. 2.46). Однако он выполняется проще (рнс. 2.51) нове схемы рис. 2.47. "а П и Ос = О (рис. 2.51) напряженна на обоих входах ОУ равны и, тавляют ()в = (У„= ' 0ввгх, При равенстве нулю тока сг+ йсс по неиивеРтиРУющему входу (Йвхок — оо) имеем д )( й нли откуда л (2,145) снвых Ивх — С вЂ” ' о( гс пвых = ) исхс(( + (' вых с' ! о (2.146) где (),„,с — выходное напряжение при ( = О. а КЬгх тсх Рис.
2.о2. Схема интегратора (и); временные днаграм. мы (б), иллюстрирующие характер изменения выходного напряжения при наличии единичного ска ~ка напряжения на входе хсв Выбор параметров схемы производят, исходя из равенства едниипе первого сомножителя в правой- части выражения (2.145): Фх + )тес))(п)тх) = Интегратор. Схема интегратора (рис. 2.52, а) создается заменой в схеме рис. 2.46 резистора )с„конденсатором.
По аналогии со схемон рнс. 2.46, (с == (н. Тогда Отсчет времени ведут с момента пост) пления входного сигна причем обычно прн ( =О и„=О и и,„, =О. В связи с указаин выражение (2.146) приобретает вяд ! пвх~(~' о (2, ! и вых х где т = (гС вЂ” постоянная интегрирования. При т = ЯС = 1 с х (например, (с=! мОм и С = ! мкФ) и тегрнрование осуществляется в реальном масштабе времени. Пр других соотношениях )г и С масштаб интегрирования может бы иным.
Так, при Я= 1 мОм и С= 0,1 мкФ х = О,! с х и масштаб и тегрирования во времени составляет 1О. Масштаб интегрирования выбирают с учетом параметров входяы сигналов, чтобы к концу проведения этой операции выходное напр жение усилителя не достигло предельного значения Щ„„„„и (х.,„„. В противном случае интегрирование будет выполнен неверно. Указанное иллюстрирует рис. 2.52, б, где входной сигна представлен в виде единичного скачка напряжения, а выходное н пряжение интегратора прн неправильном выборе постоянной и тегрирования показано пунктиром.
Интегратор широко используют при построении аналоговых р шающих и моделирующих устройств. На его основе выполяяю генераторы линейно изменяющегося напря ж е н и я. При входном импульсе напряжения положительной по. лярности на выходе такого генератора на базе схемы рис. 2.52, а создается линейно нарастающее напряжение отрицательной полярност или положительной при управлении импульсом напряжения от рицательной полярности. Процесс последующего уменыпения вы. ходного напряжения до нуля (штрихпунктир иа рис. 2.52, б) обусловливается разрядом конденсатора с постоянной времени = С()хх + (ххвыхоу).
Для уменьшения времени разряда до нуля разря конденсатора часто осуществляют через включаемый параллельно ему транзисторный ключ (см. гл. 3). й 29. шиРОкОпОлОсные и линейные импульсные усилители; 169 В ряде устройств усиление сигналов необходимо проводить для широкого спектра частот. Амплитудно-частотная характеристика усилителей при этом должна быть равномерной в диапазоне от не-! скольких единиц или десятков герц до нескольких десятков и сотен .
мегагерц (см. рис, 2.2). Такие усилители относят к классу ш и рок о п о л о с н ы х. Преимущественное применение они получили ' при усилении сигналов сложной, в частности импульсной, формы характеризующейся широким спектром частот. Усилители, пред. назначенные специально для усиления сигналов импульсной формы, называют и м и у л ь с н ы м и. Требования широкополосности предъявляются к усилителям осциллографов, усилителям импульсных сигналов изображения в те Рнс. 2.53, Импульсный сигнал на ахоие (а) н его нснаженне на аыходе (б) уснлнтеля !61 идении (видеоусилители), а также импульсным усилителям еистем деви оматического управления и контроля, радиолокационных, радиовтом з„,гационных и счетно-решающих устройств, импульсных систем завит связи и т. д Нз большого разнообразия импульсных сигналов наибольшее прим „1енение получили сигналы прямоугольной формы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
