И нвертирующий упт
Коэффициент усиления где K, R1 = Rвх и Rг считаются заданными.
Для уменьшения влияния среднего входного тока Iвх ОУ необходимо обеспечить равенство сопротивлений
в цепях инвертирующего и неинвертирующего входов, по которым протекают входные токи Iвх ОУ.
В цепи инвертирующего входа эквивалентное сопротивление равно .
В цепи неинвертирующего входа эквивалентное сопротивление находится из выражения:
,
которое получено исходя из того, что баланс ОУ (Uсдв=0) будет достигнут при почти среднем положении подвижного контакта потенциометра R5. Если и потенциометр находится в среднем положении, то на его подвижном контакте напряжение будет равно нулю относительно общей шины ±Uп1,2.
Принимая R4 = R6, последнее выражение можно упростить:
Итак, и
Через делитель напряжения R4, R5, R6 протекает сквозной ток Iдел = 2Uп / (R4+R5+R6), или при R4 = R6
Максимальное напряжение, которое можно снять с делителя напряжения R4, R5, R6 определяется выражением:
Далее оценим возможное максимальное напряжение сдвига выходного напряжения ОУ (без балансировки).
Чтобы компенсировать этот сдвиг, с делителя напряжения R4, R5, R6 необходимо в цепь неинвертирующего входа ОУ подать напряжение Uвых.дел, равное . Таким образом, мы получили шесть выражений, в которых четыре неизвестных: R2, R3, R4 = R6, R5.
Г енератор треугольного напряжения
Классическая схема ГТН
Рассмотрим случай, когда Uсм=0 (соответствующие клеммы замкнуты).
Интегратор на ОУ DА2 интегрирует выходное напряжение ±U0 порогового устройства на ОУ DА1.
Значения ±U0 стабилизированы стабилитронами VD1 и VD2, включенными последовательно и встречно.
; .
Если стабилитроны VD1 и VD2 идентичны (выбраны из одной и той же упаковки) или вместо них
применен двуханодный стабилитрон, то можно утверждать, что |–U0| =U0.
В схеме действует положительная обратная связь, поэтому она работает в автоколебательном двухтактном режиме.
В первом такте интегрируется напряжение, например, +U0 до момента срабатывания порогового устройства на ОУ DА1,
и начинается процесс релаксации – интегрируется напряжение –U0, происходит разинтегрирование опять до момента
срабатывания порогового устройства. Все это хорошо видно на диаграммах напряжения U0(t) и Uвых(t).
Известно, что пороги срабатывания порогового устройства равны U0R1/R2 и –U0R1/R2.
Переключение режимов интегрирования происходит в моменты времени, когда –Uинт=U0R1/R2 и Uинт= –U0R1/R2 или,
так как Uинт(t) =Uвых(t), в моменты времени, когда –Uвых.m= U0R1/R2 и Uвых.m= –U0R1/R2.
Процессы интегрирования и разинтегрирования описываются уравнениями:
решая которые относительно Т1 и Т2, получаем где τи=R5С1– постоянная времени интегратора.
Частота следования треугольных импульсов
Итак,на выходе интегратора получили симметричное треугольное напряжение с полным размахом напряжения 2U0R1/R2.Важно,что частота автоколебаний не зависит от U0
ГТН со смещением выходного напряжения получается, если Uсм≠0
Рассмотрим частный случай, когда .
Полный размах треугольного напряжения .
Решив уравнения, получим: и .
Частота следования треугольных импульсов будет равна
где τи=R5С1. Как видно, частота треугольного напряжения не зависит ни от напряжения смещения Uсм, ни от опорного уровня U0. Это весьма примечательно для практического использования ГТН