Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Часть 2 Ус.doc
Скачиваний:
13
Добавлен:
23.11.2019
Размер:
2.02 Mб
Скачать

2.8.4. Схемы неинвертирующих усилителей на базе оу

В схеме неинвертирующего усилителя входной сигнал подается на неинвертирующий вход, а инвертирующий вход ОУ с помощью делителя RОС, R1 охвачен последовательной ООС по напряжению, (рис.2.17, а).

В схеме рис.2.17, а входное напряжение равно сумме напряжения на входе собственно ОУ (согласно свойств ОУ, оно равно нулю) и напряжения ОС. Откуда , а коэффициент усиления усилителя равен

.

Входное сопротивление неинвертирующего усилителя велико и равно входному сопротивлению собственно ОУ, выходное сопротивление – близко к нулю. Если сопротивление ОС RОС равно нулю, то , и неинвертирующий усилитель становится повторителем напряжения. В радиотехнике такие схемы широко используются для гальванической развязки различных схем.

На рис. 2. 17, б представлена схема неинвертирующего сумматора трех сигналов. Источники сигналов подключены к неинвертирующему входу через одинаковые сопротивления R. Величина сопротивления RОС выбирается из условия RОС = R (п - 1). При соблюдении этих условий выходное напряжение схемы равно сумме входных напряжений.

      1. Дифференцирующие и интегрирующие схемы на базе оу

На основе ОУ часто применяются схемы дифференцирующих (рис.2.18, а) и интегрирующих (рис.2.18, б) усилителей.

В схеме рис.2.18, а ток через конденсатор С является входным, а ток, протекающий через резистор R – током обратной связи, причем для указанных токов выполняется условие или (аргумент t здесь и далее для упрощения записи опущен). Запишем токи через напряжения:

; .

Откуда получим выражение для выходного напряжения

,

где τ – постоянная времени RC цепи.

Таким образом, выходной сигнал в рассматриваемой схеме пропорционален производной от входного сигнала.

В схеме рис.22.6, б ток через резистор R является входным, а ток, протекающий через конденсатор С – током обратной связи, причем для указанных токов как и в предыдущем случае выполняется условие или . Запишем токи через напряжения:

; .

Откуда получим выражение для выходного напряжения

.

Таким образом, данное устройство на ОУ осуществляет интегрирование входных сигналов.

На основе интеграторов в современной схемотехнике выполняются генераторы линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН), которые используются в качестве генераторов разверток осциллографов, кинескопов, мониторов и др. устройств.

      1. Логарифмические усилители на базе оу

Применение нелинейных устройств расширяет область применения ОУ. Если в схеме, представленной на рис. 2.18, б, резистор ОС заменить на диод (рис. 2. 19), то устройство становится логарифмическим усилителем.

Известно, что ВАХ полупроводникового диода, смещенного в прямом направлении описывается экспоненциальным выражением

,

где I0 - обратный ток диода; uД - напряжение на диоде; UT - температурный потенциал.

Для идеального ОУ входной ток равен нулю, так что для рассматриваемой схемы выполняется условие

.

Откуда:

; .

Величину температурного потенциала UT можно найти в справочной литературе.

Из последнего соотношения видно, что выходное напряжение пропорционально логарифму входного напряжения.

Следует особо подчеркнуть, что диод в схеме должен быть всегда смещен в прямом направлении, поэтому логарифмировать можно только сигналы положительной полярности.

ОУ могут использоваться в качестве основных элементов импульсных усилителей, которые относятся к широкополосным усилителям. Для импульсных усилителей важно, чтобы искажения формы выходного импульсного сигнала не превышали допустимых значений.

На базе операционных усилителей строятся активные фильтры нижних (верхних частот) амплитудно – частотная характеристика которых удовлетворяет заданным требованиям.

На рис. 2.20 приведена обобщенная схема активного фильтра второго порядка. В диапазоне менее 100 кГц в апериодических и колебательных звеньях требуются большие емкости конденсаторов и индуктивности катушек, которые по габаритам значительно превышают интегральные микросхемы. Операционные усилители позволяют устранить данный недостаток.

Не вдаваясь в подробности порядка фильтра, отметим: чем выше порядок фильтра, тем точнее АЧХ фильтра приближается к прямоугольной.

Контрольные вопросы

  1. Что называется усилителем электрических сигналов?

  2. Может ли к усилителям применяться принцип суперпозиции?

  3. По каким признакам классифицируют усилители?

  4. Поясните достоинства и недостатки усилителя на БПТ по схеме с ОЭ.

  5. Поясните достоинства и недостатки усилителя на БПТ по схеме с ОБ.

  6. Поясните область применения усилителя по схеме с ОК.

  7. Поясните достоинства и недостатки усилителей на полевых транзисторах.

  8. Изобразите амплитудную характеристику усилителя напряжения и поясните ее ход.

  9. Что называется динамическим диапазоном усилителя?

  10. Что называется искажениями, вносимым усилителем? Поясните виды вносимых усилителем искажений.

  11. Изобразите АЧХ и ФЧХ идеального усилителя.

  12. Поясните назначение элементов усилителя на БПТ по схеме с ОЭ.

  13. Поясните назначение элементов усилителя на ПТ по схеме с ОИ.

  14. Поясните принцип действия схемы термокомпенсации на примере усилителя с ОЭ.

  15. Поясните область применения усилителей на БПТ по схеме с ОК.

  16. Поясните необходимость неполного включения контуров в транзисторных схемах избирательных усилителей.

  17. Поясните принцип построения избирательных усилителей для низких частот.

  18. Что является причиной нежелательных обратных связей в усилителях?

  19. В каких случаях возникает положительная ОС, а в каких отрицательная ОС?

  20. Как влияет ООС на характеристики усилителей?

  21. Что называется самовозбуждением усилителя?

  22. Перечислите виды ООС, реализуемые на практике.

  23. Для каких целей применяются ОС в усилителях?

  24. Какой усилитель называется дифференциальным?

  25. Что называется «дрейфом нуля» дифференциального усилителя?

  26. Поясните принцип работы дифференциального усилителя.

  27. Перечислите свойства идеального операционного усилителя.

  28. Поясните принцип построения суммирующего усилителя на базе ОУ.

  29. Эквивалентом какого фильтра является дифференцирующий усилитель?

  30. Как строятся бестрансформаторные усилители мощности?

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]