- •1.1. Важнейшие параметры полупроводниковых диодов
- •1.2. Схемы на диодах
- •1.3. Транзисторы
- •1.4. Гибридная п-образная эквивалентная схема Джиаколетто
- •1.5. Основные параметры полевых транзисторов
- •1.5.1. Выходные и стоко-затворные характеристики
- •2.1. Установка точки покоя (рабочей точки)
- •2.1.1. Схема установки рабочей точки с помощью резистора rб, фиксирующего ток базы iб – схема подачи смещения на базу фиксированным током базы
- •2.1.2. Схема установки рабочей точки с фиксированным напряжением – схема подачи смещения на базу с помощью резисторного делителя, фиксирующего
- •2.2.1. Причины нестабильности
- •2.2.2. Схема эмиттерной стабилизации рабочей точки
- •2.2.3. Схема коллекторной стабилизации рт
- •2.2.4. Схема температурной компенсации
- •2.2.5. Схема термокомпенсации с диодным смещением
- •2.2.6. Схема с диодно-резисторным смещением
- •3.1. Основные понятия и определения
- •3.2. Классификация обратных связей
- •3.3. Влияние ос на коэффициенты усиления
- •3.4. Влияние ос на Входное Сопротивление
- •3.5. Влияние ос на выходное сопротивление усилителя
- •3.6. Влияние ос на нестабильность сквозного коэффициента усиления
- •3.7. Устойчивость усилителей с ос
- •3.8.1. Критерий Найквиста
- •3.8.2. Ачх и фчх при обратной связи
- •4. Усилительные устройства
- •4.1.1. Предварительные каскады ус
- •4.2. Выходные (оконечные) каскады
- •4.2.1. Двухтактный выходной каскад
- •5. Операционные усилители
- •5.1. Схемотехника оу
- •5.2. Схемы на оу
- •5.3. Активные rc фильтры на оу
- •5.4. Обобщённое описание фильтров
- •5.6.1. Реализация полосового фильтра 2-порядка
- •5.7. Генераторы сигналов на операционных усилителях (оу)
- •5.8. Компараторы
5.2. Схемы на оу
1. Повторитель напряжения.
, т.к. (см. примечание ниже). По 2-ому закону Кирхгофа: т.к. , то .
ООС, последовательная по входу, сто процентная по напряжению. Сигнал подключается к неинвертирующему входу ОУ.
Примечание: при анализе всех схем на ОУ будем считать ОУ идеальным.
Такая схема на ОУ является повторителем напряжения, т.к. , и повторяет входное напряжение по фазе и по величине. Таким образом «К» схемы равен единице.
2. Неинвертирующий усилитель.
Сигнал подаётся на неинвертирующий вход, а на инвертирующий – заводится цепь ОС. Меняя соотношение и , получаем требуемую глубину ОС. Выведем выражение для . Т.к. ОУ – идеальный (см. примечание выше), то: ; . Значит . Ток ОС не идёт на вход ОУ, то есть: . По закону Ома: ; . Т.к. , то решая эти уравнения совместно получим: . Если положить , то получим предыдущую схему. Т.к. сигнал подаётся на неинвертирующий вход, то фаза напряжения на выходе совпадает с фазой на входе.
3. Инвертирующий усилитель.
, т.к. ОУ – идеальный. По закону Ома:
.
Получим: .
ООС – параллельная по входу, на выходе сигнал инвертируется.
4. Усилитель с дифференциальным входом.
и равны по величине, разность фаз .
Такие напряжения можно получить, например, от трансформатора:
По закону Ома: , . Т.к. и, учитывая, что получим: . Такая схема не чувствительна к наводкам внешних магнитных полей.
5. Схема усилителя сигналов мостовой схемы.
Тензодатчик:
– тензодатчик. Представляет собой проволоку наклеенную на бумагу. При растягивании изменяется . В диагонали появляется напряжение разбалансирования моста.
6. Преобразователь ток – напряжение.
Анализируя эту схему, и принимая ОУ – идеальным, а также, полагая легко получить: . Такие схемы используются в пультах дистанционного управления.
7. Инвертирующий сумматор.
Сопротивление, на котором происходит суммирование сигналов – есть входное сопротивление ОУ с параллельной ООС через сопротивление . Из схемы, с учётом примечания очевидны следующие соотношения:
; ; ; . Отсюда: .
8. Схема суммирования с масштабными коэффициентами
Пусть дано уравнение: . Анализируя схему установим, что коэффициенты усиления должны бать: , , . Тогда: , , . Отсюда получаем формулы для расчёта , , и т.д. задавшись ; , , .
9. Неинвертирующий сумматор.
Сигнал для суммирования подаётся на неинвертирующий вход (+). Суммирование происходит на . Очевидно, для этой схемы: , если , то: , где – число входов; , если .
10. Интегратор.
заводится через , в цепи ОС ставится ёмкость. Т.к. ОУ – идеальный (см. примечание), то . Из физики известно, что: , . Ток определяется как: . . Т.к. ( ), то . Откуда: . Интегрируя обе части получим: .
11. Дифференциатор.
Получается из схемы интегратора путём замены и (местами).
. Т.к. , то . Таким образом, пропорционально дифференциалу . Поэтому схема называется дифференциатором. Интегрирующая и дифференцирующая цепочки имеют вид:
Именно включение ОУ в эти цепочки позволяет делать очень большим для интегратора, очень малым для дифференциатора и усилить сигнал.