Функциональные устройства на операционных усилителях

1. Линейные аналоговые вычислительные схемы на ОУ

   • Схема суммирования

   • Схема интегрирования

   • Схема дифференцирования

2. Схемы линейного преобразования сигналов

   • Источники напряжения, управляемые током

   • Источники тока, управляемые напряжением

     • Источники тока с незаземленной нагрузкой

     • Источники тока с заземленной нагрузкой

     • Источники тока для нагрузки, один из полюсов которой имеет постоянный потенциал, отличный от потенциала общей точки

   • Преобразователь отрицательного сопротивления

3. Активные электрические фильтры на ОУ

   • Основные понятия

   • Фильтры нижних частот

   • Фильтры верхних частот

   • Полосовые фильтры

   • Заграждающие (режекторные) фильтры

   • Реализация фильтров на операционных усилителях

   • Реализация активных фильтров на основе метода переменных состояния

4. Измерительные усилители

   • Измерительный усилитель на одном ОУ

   • Измерительный усилитель на трех ОУ

5. Схемы нелинейного преобразования сигналов на ОУ

   • Логарифмирующие и экспоненциальные преобразователи

   • Прецизионные выпрямители на ОУ

6. Генераторы сигналов на ОУ

   • Релаксационные генераторы

     • Автоколебательный мультивибратор

     • Ждущий мультивибратор (одновибратор)

     • Генератор прямоугольного и треугольного напряжений

   • Генераторы синусоидальных колебаний

     • Условия возбуждения

     • RC-генератор синусоидальных колебаний

1. Линейные аналоговые вычислительные схемы на оу

Современные цифровые вычислительные машины позволяют с высокой точностью выполнять широкий круг математических операций с числами. Однако, в измерительных и управляющих системах величины, подлежащие обработке, как правило, представляют собой непрерывные сигналы, например, изменяющиеся значения электрического напряжения. В этих случаях приходится применять аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. Такой подход оправдывает себя только тогда, когда требования к точности вычислений настолько высоки, что не могут быть обеспечены с помощью аналоговых вычислителей. Существующие аналоговые вычислители позволяют получить точность не свыше 0,1%. Ниже рассмотрены наиболее важные аналоговые вычислительные схемы на ОУ. Обычно мы будем полагать операционные усилители идеальными. При высоких требованиях к точности выполнения математических операций необходимо учитывать также свойства реальных усилителей.

1.1. Схема суммирования

Для суммирования нескольких напряжений можно применить операционный усилитель в инвертирующем включении. Входные напряжения через добавочные резисторы подаются на инвертирующий вход усилителя (рис. 1). Поскольку эта точка является виртуальным нулем, то на основании 1-го закона Кирхгофа при нулевых входных токах идеального ОУ получим следующее соотношение для выходного напряжения схемы:

U_вых / R_ = -(U₁/R₁ + U₂/R₂ + ... + U_n/R_n).

Рис. 1. Схема инвертирующего сумматора