Дифференцирующий усилитель
Это устройство, в котором входное и выходное напряжения связаны соотношением:
Uвых = К
Рис. 10
Таким образом, выходное напряжение Uвых равно дифференцированному входному, усиленному в К раз. Простейшие дифференцирующие цепи (например, RC-цепи) выполняют эту операцию со значительными погрешностями, причем с повышением точности дифференцирования существенно уменьшается уровень выходного сигнала. Дифференциатор на ОУ подобен простейшей дифференцирующей RC-цепи с эффективным значением сопротивления Rэфф в К0 раз меньшим Rос. Схема дифференциатора на ОУ приведена на рис. 10. Считая ОУ идеальным, можно записать Uвх= Uс и Uвых = - Rос Iос, а учитывая, что Iос = Iвх = Iс = С , получим:
Uвых = - Rос С ,
где RосС = - постоянная времени дифференцирующего усилителя, а К = - = - Rос С.
Коэффициент передачи дифференцирующего усилителя при гармоническом входном воздействии определяется выражением:
К(jw) = = jw = К(w) е j (w),
где К(w) = w - амплитудно-частотная характеристика (АЧХ); (w) = - фазо-частотная характеристика (ФЧХ) коэффициента передачи.
Интегрирующий усилитель
Это устройство, в котором входное и выходное напряжения связаны соотношением:
Uвых = К .
Таким образом, выходное напряжение Uвых равно интегрированному входному, усиленному в К раз.
Простейшие интегрирующие цепи (например, RC-цепи) выполняют эту операцию со значительными погрешностями, причем с повышением точности интегрирования существенно уменьшается уровень выходного сигнала. Интегратор на ОУ усиливает результат интегрирования, он подобен простейшей интегрирующей RC-цепи с эффективным значением емкости Сэфф в К0 раз больше, чем С.
Рис. 11
Схема интегрирующего усилителя на ОУ приведена на рис. 11. Если ОУ считать идеальным, то можно записать Uвх = R1 Iвх и Uвых = Uс, а учитывая, что Iвх = Iос = С , то получим .
Следовательно
Uвых = ,
где RC = - постоянная времени интегрирующего усилителя, а К = =
Коэффициент передачи интегрирующего усилителя имеет вид:
К(jw) = = (jw)-1 = К(w) е j (w),
где К(w) = (w) – АЧХ, (w) = – – ФЧХ интегрирующего усилителя.
Задание на ргр .
Необходимо найти в справочнике соответствующий варианту тип ОУ (см. таблицу) и выписать его параметры.
Задача 1.
Дана схема неинвертирующего усилителя на ОУ (рис.8). Входной сигнал имеет гармоническую форму: .
Вычислить коэффициент усиления неинвертирующего усилителя Кнеин , напряжение на выходе Uвых ;
определить динамический диапазон входного и выходного напряжений;
определить величину сопротивления R2;
нарисовать электрическую схему, амплитудную характеристику, временные диаграммы входного и выходного напряжений.
Задача 2.
Дана схема инвертирующего усилителя на ОУ (рис.9). Входной сигнал имеет гармоническую форму .
Вычислить коэффициент усиления инвертирующего усилителя Кинв , напряжение на выходе Uвых ;
определить динамический диапазон входного и выходного напряжений;
определить величину сопротивления R2;
нарисовать электрическую схему, амплитудную характеристику, временные диаграммы входного и выходного напряжений.
Задача 3.
3.1. Дана схема дифференцирующего усилителя ( Рис.10).
Определить коэффициент передачи дифференцирующего усилителя для заданных Rос и С ;
- рассчитать и построить АЧХ и ФЧХ коэффициента передачи усилителя (масштаб по оси частот логарифмический).
3.2. На вход дифференцирующего усилителя действует прямоугольный импульс положительной полярности амплитудой U0 длительностью Т. Нарисовать временные диаграммы входного и выходного сигналов.
Задача 4.
4.1.Дана схема интегрирующего усилителя (Рис.11).
Определить коэффициент передачи интегрирующего усилителя для заданных R1 и С ;
рассчитать и построить АЧХ и ФЧХ коэффициента передачи усилителя (масштаб по оси частот логарифмический).
На вход интегрирующего усилителя действует прямоугольный импульс отрицательной полярности амплитудой U0 длительностью Т. Нарисовать временные диаграммы входного и выходного сигналов.
Варианты задач соответствуют двум последним цифрам зачетной книжки студента.
Таблица1
Вариант №
|
Тип ОУ
|
R1 кОм |
Rос к О м |
Um мВ |
φ |
±Eп, В |
R1 , к О м |
C, м к Ф |
Rос к О м
|
T мс |
U0, мВ |
1 |
К140УД1 |
30 |
300 |
10 |
10 |
6 |
10 |
1 |
50 |
200 |
10 |
2 |
К140УД7 |
28 |
500 |
20 |
20 |
7 |
9 |
2 |
50 |
200 |
20 |
3 |
К140УД8 |
26 |
300 |
30 |
30 |
10 |
8 |
3 |
50 |
200 |
30 |
4 |
К140УД9 |
24 |
500 |
40 |
40 |
12 |
7 |
4 |
50 |
200 |
40 |
5 |
К140УД10 |
22 |
300 |
50 |
50 |
10 |
6 |
5 |
50 |
200 |
50 |
6 |
К140УД11 |
20 |
500 |
60 |
60 |
9 |
5 |
6 |
50 |
200 |
60 |
7 |
К140УД12 |
18 |
300 |
70 |
70 |
6 |
4 |
7 |
50 |
200 |
10 |
8 |
К140УД14 |
16 |
500 |
80 |
80 |
7 |
3 |
8 |
50 |
200 |
20 |
9 |
К140УД17 |
14 |
300 |
90 |
90 |
10 |
2 |
9 |
50 |
200 |
30 |
10 |
К140УД18 |
12 |
500 |
100 |
10 |
12 |
1 |
10 |
50 |
200 |
40 |
11 |
К140УД20 |
10 |
300 |
10 |
20 |
10 |
20 |
0.9 |
50 |
200 |
50 |
12 |
К140УД9 |
30 |
500 |
20 |
30 |
9 |
30 |
0.8 |
50 |
200 |
60 |
13 |
К140УД1 |
28 |
300 |
30 |
40 |
6 |
40 |
0.7 |
50 |
200 |
10 |
14 |
К140УД7 |
26 |
500 |
40 |
50 |
7 |
50 |
0.6 |
50 |
200 |
20 |
15 |
К140УД20 |
24 |
300 |
50 |
60 |
10 |
60 |
0.5 |
50 |
200 |
30 |
16 |
К140УД12 |
22 |
500 |
60 |
70 |
12 |
70 |
0.4 |
50 |
200 |
40 |
17 |
К140УД14 |
20 |
300 |
70 |
80 |
10 |
80 |
0.3 |
50 |
200 |
50 |
18 |
К140УД9 |
18 |
500 |
80 |
90 |
9 |
90 |
0.2 |
50 |
200 |
60 |
19 |
К140УД6 |
16 |
300 |
90 |
10 |
6 |
100 |
0.1 |
50 |
200 |
10 |
20 |
К140УД7 |
14 |
500 |
100 |
20 |
7 |
10 |
1 |
50 |
200 |
20 |
21 |
К140УД8 |
12 |
300 |
10 |
30 |
10 |
9 |
2 |
50 |
200 |
30 |
22 |
К140УД12 |
10 |
500 |
20 |
40 |
12 |
8 |
3 |
50 |
200 |
40 |
23 |
К140УД14 |
30 |
300 |
30 |
50 |
10 |
7 |
4 |
50 |
200 |
50 |
24 |
К140УД9 |
28 |
500 |
40 |
60 |
9 |
6 |
5 |
50 |
200 |
60 |
25 |
К140УД6 |
26 |
300 |
50 |
70 |
6 |
5 |
6 |
50 |
200 |
10 |
26 |
К140УД7 |
24 |
500 |
60 |
80 |
7 |
4 |
7 |
50 |
200 |
20 |
27 |
К140УД8 |
22 |
300 |
70 |
90 |
10 |
3 |
8 |
50 |
200 |
30 |
28 |
К140УД12 |
20 |
500 |
80 |
10 |
12 |
2 |
9 |
50 |
200 |
40 |
29 |
К140УД14 |
18 |
300 |
90 |
20 |
10 |
1 |
10 |
50 |
200 |
50 |
30 |
К140УД9 |
16 |
500 |
100 |
30 |
9 |
20 |
0.9 |
50 |
200 |
60 |
31 |
К140УД6 |
14 |
300 |
10 |
40 |
6 |
30 |
0.8 |
50 |
200 |
10 |
32 |
К140УД7 |
12 |
500 |
20 |
50 |
7 |
40 |
0.7 |
50 |
200 |
20 |
33 |
К140УД8 |
10 |
300 |
30 |
60 |
10 |
50 |
0.6 |
50 |
200 |
30 |
34 |
К140УД12 |
30 |
500 |
40 |
70 |
12 |
60 |
0.5 |
50 |
200 |
40 |
35 |
К140УД14 |
28 |
300 |
50 |
80 |
10 |
70 |
0.4 |
50 |
200 |
50 |
36 |
К140УД9 |
26 |
500 |
60 |
90 |
9 |
80 |
0.3 |
50 |
200 |
60 |
37 |
К140УД6 |
24 |
300 |
70 |
10 |
6 |
90 |
0.2 |
50 |
200 |
10 |
38 |
К140УД7 |
22 |
500 |
80 |
20 |
7 |
100 |
0.1 |
50 |
200 |
20 |
39 |
К140УД8 |
20 |
300 |
90 |
30 |
10 |
10 |
1 |
50 |
200 |
30 |
40 |
К140УД12 |
18 |
500 |
100 |
40 |
12 |
9 |
2 |
50 |
200 |
40 |
41 |
К140УД14 |
16 |
300 |
100 |
50 |
10 |
8 |
3 |
50 |
200 |
50 |
42 |
К140УД9 |
14 |
500 |
20 |
60 |
9 |
7 |
4 |
50 |
200 |
60 |
43 |
К140УД6 |
12 |
300 |
30 |
70 |
6 |
6 |
5 |
50 |
200 |
10 |
44 |
К140УД7 |
10 |
500 |
40 |
80 |
7 |
5 |
6 |
50 |
200 |
20 |
45 |
К140УД8 |
30 |
300 |
50 |
90 |
10 |
4 |
7 |
50 |
200 |
30 |
46 |
К140УД12 |
28 |
500 |
60 |
10 |
12 |
3 |
8 |
50 |
200 |
40 |
47 |
К140УД14 |
26 |
300 |
70 |
20 |
10 |
2 |
9 |
50 |
200 |
50 |
48 |
К140УД9 |
24 |
500 |
80 |
30 |
9 |
1 |
10 |
50 |
200 |
60 |
49 |
К140УД6 |
22 |
300 |
90 |
40 |
6 |
20 |
0.9 |
50 |
200 |
10 |
50 |
К140УД1 |
20 |
500 |
100 |
50 |
7 |
30 |
0.8 |
50 |
200 |
20 |
51 |
К140УД7 |
18 |
300 |
10 |
60 |
10 |
40 |
0.7 |
50 |
200 |
30 |
52 |
К140УД8 |
16 |
500 |
20 |
70 |
12 |
50 |
0.6 |
50 |
200 |
40 |
53 |
К140УД9 |
14 |
300 |
30 |
80 |
10 |
60 |
0.5 |
50 |
200 |
50 |
54 |
К140УД10 |
12 |
500 |
40 |
90 |
9 |
70 |
0.4 |
50 |
200 |
60 |
55 |
К140УД11 |
10 |
300 |
50 |
10 |
6 |
80 |
0.3 |
50 |
200 |
10 |
56 |
К140УД12 |
30 |
500 |
60 |
20 |
7 |
90 |
0.2 |
50 |
200 |
20 |
57 |
К140УД14 |
28 |
300 |
70 |
30 |
10 |
100 |
0.1 |
50 |
200 |
30 |
58 |
К140УД17 |
26 |
500 |
80 |
40 |
12 |
10 |
1 |
50 |
200 |
40 |
59 |
К140УД18 |
24 |
300 |
90 |
50 |
10 |
9 |
2 |
50 |
200 |
50 |
60 |
К140УД20 |
22 |
500 |
100 |
60 |
9 |
8 |
3 |
50 |
200 |
60 |
61 |
К140УД1 |
20 |
300 |
10 |
70 |
6 |
7 |
4 |
50 |
200 |
10 |
62 |
К140УД7 |
18 |
500 |
20 |
80 |
7 |
6 |
5 |
50 |
200 |
20 |
63 |
К140УД8 |
16 |
300 |
30 |
90 |
10 |
5 |
6 |
50 |
200 |
30 |
64 |
К140УД12 |
14 |
500 |
40 |
10 |
12 |
4 |
7 |
50 |
200 |
40 |
65 |
К140УД1 |
12 |
300 |
50 |
20 |
10 |
3 |
8 |
50 |
200 |
50 |
66 |
К140УД7 |
10 |
500 |
60 |
30 |
9 |
2 |
9 |
50 |
200 |
60 |
67 |
К140УД8 |
30 |
300 |
70 |
40 |
6 |
1 |
10 |
50 |
200 |
10 |
68 |
К140УД9 |
28 |
500 |
80 |
50 |
7 |
20 |
0.9 |
50 |
200 |
20 |
69 |
К140УД10 |
26 |
300 |
90 |
60 |
10 |
30 |
0.8 |
50 |
200 |
30 |
70 |
К140УД11 |
24 |
500 |
100 |
70 |
12 |
40 |
0.7 |
50 |
200 |
40 |
71 |
К140УД12 |
22 |
300 |
10 |
80 |
10 |
50 |
0.6 |
50 |
200 |
50 |
72 |
К140УД14 |
20 |
500 |
20 |
90 |
9 |
60 |
0.5 |
50 |
200 |
60 |
73 |
К140УД17 |
18 |
300 |
30 |
10 |
6 |
70 |
0.4 |
50 |
200 |
10 |
74 |
К140УД18 |
16 |
500 |
40 |
20 |
7 |
80 |
0.3 |
50 |
200 |
20 |
75 |
К140УД20 |
14 |
300 |
50 |
30 |
10 |
90 |
0.2 |
50 |
200 |
30 |
76 |
К140УД12 |
12 |
500 |
60 |
40 |
12 |
100 |
0.1 |
50 |
200 |
40 |
77 |
К140УД14 |
10 |
300 |
70 |
50 |
10 |
10 |
1 |
50 |
200 |
50 |
78 |
К140УД9 |
30 |
500 |
80 |
60 |
9 |
9 |
2 |
50 |
200 |
60 |
79 |
К140УД6 |
28 |
300 |
90 |
70 |
6 |
8 |
3 |
50 |
200 |
10 |
80 |
К140УД7 |
26 |
500 |
100 |
80 |
7 |
7 |
4 |
50 |
200 |
20 |
81 |
К140УД8 |
24 |
300 |
10 |
90 |
10 |
6 |
5 |
50 |
200 |
30 |
82 |
К140УД12 |
22 |
500 |
20 |
10 |
12 |
5 |
6 |
50 |
200 |
40 |
83 |
К140УД14 |
20 |
300 |
30 |
20 |
10 |
4 |
7 |
50 |
200 |
50 |
84 |
К140УД9 |
18 |
500 |
40 |
30 |
9 |
3 |
8 |
50 |
200 |
60 |
85 |
К140УД6 |
16 |
300 |
50 |
40 |
6 |
2 |
9 |
50 |
200 |
10 |
86 |
К140УД7 |
14 |
500 |
60 |
50 |
7 |
1 |
10 |
50 |
200 |
20 |
87 |
К140УД8 |
12 |
300 |
70 |
60 |
10 |
20 |
0.9 |
50 |
200 |
30 |
88 |
К140УД12 |
10 |
500 |
80 |
70 |
12 |
30 |
0.8 |
50 |
200 |
40 |
89 |
К140УД14 |
30 |
300 |
90 |
80 |
10 |
40 |
0.7 |
50 |
200 |
50 |
90 |
К140УД1 |
28 |
500 |
100 |
90 |
9 |
50 |
0.6 |
50 |
200 |
60 |
91 |
К140УД7 |
26 |
300 |
10 |
10 |
6 |
60 |
0.5 |
50 |
200 |
10 |
92 |
К140УД8 |
24 |
500 |
20 |
20 |
7 |
70 |
0.4 |
50 |
200 |
20 |
93 |
К140УД9 |
22 |
300 |
30 |
30 |
10 |
80 |
0.3 |
50 |
200 |
30 |
94 |
К140УД10 |
20 |
500 |
40 |
40 |
12 |
90 |
0.2 |
50 |
200 |
40 |
95 |
К140УД11 |
18 |
300 |
50 |
50 |
10 |
100 |
0.1 |
50 |
200 |
50 |
96 |
К140УД12 |
16 |
500 |
60 |
60 |
9 |
10 |
1 |
50 |
200 |
60 |
97 |
К140УД14 |
14 |
300 |
70 |
70 |
6 |
9 |
2 |
50 |
200 |
10 |
98 |
К140УД17 |
12 |
500 |
80 |
80 |
7 |
8 |
3 |
50 |
200 |
20 |
99 |
К140УД18 |
10 |
300 |
90 |
90 |
10 |
7 |
4 |
50 |
200 |
30 |
00 |
К140УД20 |
30 |
500 |
100 |
10 |
12 |
6 |
5 |
50 |
200 |
40 |
КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. А.Н. ТУПОЛЕВА
Кафедра РИИТ
Пример оформления титульного листа.
Расчётно - графическая работа по дисциплине “Электроника” Вариант 48
Выполнил: ст. гр.5206 Алексеев К.В. Проверил: доц. Нургалиев М.И.
Казань 2007 г. |