Тема 2.1 керуючі пристрої на основі лінійних схем операційних підсилювачів

2.1.1 Лінійні частотно-незалежні схеми оп

Лекція 13. Функціональні пристрої на основі операційних підсилювачів із резистивними елементами (масштабні підсилювачі, суматори).

Завдання на СРС. Приклади розрахунків схем підсумовуючих підсилювачів.

Література: 1, с.92-94; 8, с.146-158; 1а, с.303-304.

Питання для самоконтролю:

1. Підсумовуючий операційний підсилювач. Призначення, передаточні функції, перехідні характеристики.

Інвертуючий операційний підсилювач з активними резисторами у вхідних колах і колі зворотного зв'язку використовується для побудови схем, коефіцієнт передачі яких у межах смуги пропускання ІМС не залежить від частоти вхідного сигналу. До таких схем належить розглянутий інвертуючий ОП, який також називається масштабуючим підсилювачем або пропорційним регулятором (П-регулятором). Схему П-регулятора показано на рис. 2.1.1,а. Його передаточна функція має вигляд:

Логарифмічні амплітудна і фазова частотні характеристики П-регулятора зображені на рис. 2.1.1,б, а на рис. 2.1.1,в показано його перехідну характеристику, яка являє собою графік перехідного процесу зміни вихідної напруги при одиничному ступінчастому сигналі, поданому на вхід.

Рис. 2.1.1

На основі інвертуючого ОП будується схема суматора напруг, який використовується в системах автоматичного керування в якості елемента порівняння (рис. 2.1.2). Напруги, які підсумовуються, подаються через вхідні резистори R₁, R₂, …, R_n на інвертуючий вхід ОП. Струми I₁, I₂, …, I_n, які протікають через ці резистори, підсумовуються на вході ОП. Напруга на виході підсилювача, з врахуванням властивостей ідеального ОП, дорівнює:

(2.1.1)

Рис. 2.1.2

Схема рис. 2.1.2 одночасно з підсумовуванням вхідних напруг дозволяє, при необхідності, здійснювати їх масштабування за рахунок вибору певних співвідношень між R_з.з та відповідними вхідними резисторами.

2.1.2 Лінійні частотно-залежні схеми оп

Лекція 14. Функціональні пристрої на основі операційних підсилювачів із частотно-залежними елементами (диференціатори, інтегратори, типові регулятори, фільтри).

Завдання на СРС. Приклади розрахунків схем типових регуляторів та фільтрів.

Література: 1, с.94-101; 8, с.146-158; 1а, с.304-311.

Питання для самоконтролю:

1. Функціональні регулятори з базі операційних підсилювачів ( П-, ПІ-, ПД-, ПІД-регулятори). Призначення, передаточні функції, перехідні характеристики.

2. Операційний підсилювач з функціональним потенціометром. Передаточна функція в загальному вигляді, приклади реалізації типових регуляторів.

3. Активні фільтри на базі операційних підсилювачів.

Як вже вказувалось на початку цього розділу, в аналогових СКЕП з метою забезпечення заданих показників якості регулювання широко застосовуються послідовні та паралельні корегуючі ланки. Головною вимогою до цих ланок є відтворення з високим ступенем точності параметрів заданих передаточних функцій. Основними типами таких ланок є пропорційна, інтегральна, диференціальна, аперіодична, а також комбіновані ланки типу: пропорційно-інтегральна, пропорційно-диференціальна, пропорційно-інтегрально-диференціальна та інші.

Більш розповсюдженими є послідовні корегуючі ланки, які в системах підпорядкованого керування прийнято називати функціональними регуляторами.