4 .Инвертирующий усилитель. В таком усилителе ч/з R₁ подается на инвертирующий вход, кот с помо­щью резистора ОС Roc охвачен ||-ой ООС по напряже­нию (рис). Неинвертирующий вход каскада заземлен.Для определения параметров инвертирующего усилителя воспользуемся первым законом Кирхгофа для токов инвертирующего входа:I_вх = I₀ + I_ос. По­скольку по 2 свойству идеального ОУ ток I₀ = 0, то I_вх = I_ос.Выразив токи ч/з соответствующие им входные напряжения, получим

По 1 свойству идеального ОУ = 0, поэтому R₁= /R_oc.Тогда коэффициент усиления инверт-го усилителя: K_и= / = R_oc/R₁.Согласно формуле, изменением значения R_oc можно регулировать коэффициент усиления.

Входное сопр-е инвер-го усилителя < собственного вх сопр-я ОУ. В схеме точка под­ключения инверт-го входа ОУ явл-ся виртуальным нулем, т. е. по входному сигналу она заземлена. Можно показать, что входное и выходное сопр-я инверт-го усилителя: ;

Отметим, что при R₁ = R_oc, К_и = -1 схема на рис. превращается в ин­вертирующий повторитель (инвертор).

Еще одним вариантом инверт-го усилителя явл-cя преобразова­тель тока в U. Это достигают при R₁= 0. Тогда ток I_вх = I_ос = /R_oc и выходное напряжение U_вых = - I_вхR_oc.

Н еинвертирующий усилитель. В таком усилителе входной сигнал поступает на неинверт-й вход, а инверт-й — с помощью рези­стивного делителя R₁,R_ос охвачен последовательной ООС по U(рис).В схеме = U₀ + U_oc.Поскольку U₀ =0, то = U_oc = R₁/(R₁+ R_oc).

От­сюда коэф-т усиления неинверт-го усилителя K_н= / = - 1+(R_oc/ R₁). Можно показать, что вх сопр неинверт-го усилителя велико и = вх сопр ОУ по неинверт-му входу, а вых сопр близко к 0. Если R_oc = 0, то и неинверт-й усилитель превращается в повторитель напряжения, кот исп-т в РЭС для гальванической развязки различных схем.

5. Применение оу: сумматор(неинвертирующий) и сумматор-вычитатель(инвертирующий).

Н еинвертирующий сумматор. Такое включение ОУ можно ис­пользовать для суммирования n входных сигналов. Простейшая схема трехвхо­дового неинверт-го сумматора представлена на рис.1 Как правило, все входные U-я ист-ков подключены к неинверт-му входу ОУ ч/з резисторы R с одинак8 сопр-ем. С пом несложных вычислений, кот приведены в спец лит-ре по ОУ, можно пока­зать, что вых U n-входового сумматора при выборе сопр-ний R_oc = R(n - 1) опр-ся по формуле: = Вых U неинверт-го сумматора = алгебраи­ческой сумме входных U-й. Отметим, что для получения минимальных погрешностей при суммировании U-й необходимо выбирать ист-ки вх сигналов с малыми вых сопр-ми.

И нвертирующий сумматор. Для суммирования нескольких U можно исп-ть инверт-щее включение ОУ. На рис.2 в кач-ве примера - трехвходовый инверт-й сумматор. Входные напряжения ч/з резисторы с обычно одинаковыми сопр-ми R подаются на инверт-й вход ОУ. Учитывая, что U на инверт входе ОУ хар-ся виртуальным нулем, токи будут заданы только соотв-ми им вх напряжениями и сопротивлением R:

= ; = ; = . Поскольку, согласно 2 св-ву идеального ОУ, инверт-щий вход почти не потребляет ток, то сумма всех вх токов протекает только через резистор /?ос и общий входной ток создает на нем падение напря­жения = R_oc. Подставив в эту формулу соотв-щие значе­ния токов, выраженные через вх напряжения, и положив R = R_oc,получим =

Вых U = алгебраической сумме вх напря­жений, взятых с обратным знаком. В схеме инверт-его сумматора входные токи полностью протекают ч/з Roc. При этом токи практически не влияют друг на друга, =>, и входные U не взаимод-т друг с другом, т.е. все три входа усилителя полностью развя­заны. Последнее свойство инверт сумматора искл-но полезно для смешивания (микширования) сигналов низкой (звуковой) частоты.

6.Применение оу: дифференциатор и интегратор.

Дифференцирующее устройство. Токи для дифференцирующего устр-ва (рис1) i_C =i_{0 +} i_R и поскольку ток i₀ = 0, то i_C = i_R З аписав мгновенные значения токов, протекающих через конденсатор С и рези­стор R как i_C -=C du_ВХ /dt и i_R = - u_ВЫХ /R, получим для вых U:u_ВЫХ = RC du_вх /dt= τ_a du_вх /dt ,

где τ_a = RC — пост времени цепи.

Т о, схема на рис.1, а производит дифференцирование вх сигнала. Диф-щее устр-во применяют в интегральных им­пульсных устройствах.

Интегрирующее устройство (интегратор). Поскольку в схеме рис.2 ток i₀ = 0, находим i_R = u_BX/R, i_С =C du_вых /dt. Приравняв эти токи и интегрируя, получим:

т. е. данное устр-во на ОУ осущ-т интегрирование вх сигнала.На основе интеграторов вып-т генераторы линейно изменяющегося U, широко исп-щиеся в различных р/технических устр-вах, например в качестве генераторов напряжения разверток электронно­лучевых осциллографов, телевизионных систем и пр.

11.Схемы и принцип действия RC-генераторов. Практически все современные RС-генераторы малой и средней мощностей (10... 15 Вт) строятся на ОУ. U положит ОС в RС-генераторах на ОУ можно подавать как на инверт-щий, так и на неинверт-щий входы. В схемах RС-ген-ров с неинверт-им включением ОУ частотно-избирательная цепь ПОС не должна вносить фазового сдвига в вых сигнал. В RС-генераторах с инверт-им включением ОУ, наоборот, RC-цепъ ПОС на f генерации должна сдвигать фазу вых колебаний на угол φ_β=π.

А втогенератор с фазосдвигающей RС-цепью. Такой ген-р содержит инверт-ий усилитель и трехзвенную (иногда, kестничную) RC-цепь ПОС (рис.1,а).Данная трехзвенная RC-цепь (ее называют R-параллелъ) имеет частотную β(f) и фазовую φ_β (f) хар-ки, показанные на рис.1.б. Анализ частотной и фазовой хар-к показ-т, что на квазирезонансной циклической f генерации f_K трех-звенная RC-цепь ПОС имеет вещественное знач коэф-та передачи β = 1/29 и вносит фазовый сдвиг φ_β=π. Поэтому для обеспечения в ген-ре баланса амплитуд необх выбирать коэф-т усиления усилителя |K| = R₂/R₁≥29, а баланс фаз обесп-ся автомат-ки инверт-щим включением ОУ.Квазирезонансная f генерации для сх с идеальным ОУ (рис.1, а) опр-ся ф-ой: , =>f генерации зависит только от параметров цепи ОС R и С (т. е. внешних элементов усилителя).Недостатки RС-генератора, построенном на инверт-ем усилителе и трехзвенной RC-цепъю, -большое кол-во эл-тов в петле ПОС и, как следствие, трудность перестройки f генерации в широком диапазоне. Поэтому чаще применяют автогенераторы с мостом Вина в цепи ПОС.

RC-генератор с мостом Вина. Сх данных автоген-ров с RC-цепями имеют более компактную структуру. В них цепь ПОС (мост Вина) вкл-ся м/у выходом и неинверт-им входом ОУ(рис. 2,а). Мост Вина предст-т собой частотно-избирательную последовательно-параллельную RC-цепъ, сост из двух пар емкостей С и сопр-ний R.Из графика частотной хар-ки =>, что на квазирезонансной f коэф-т передачи моста Вина β=1/3. Это значит, что самовозбуждение автоген-ра обесп-ся при коэф-те усиления усилителя |K| = R₂/R₁≥3. Фазовый сдвиг в вых сигнале автоген-ра отсутствует (φ_β = 0) на квазирезонансной частоте .Перестройку f вых колеб-й автоген-ра осущ-т с пом сдвоенного конденсатора.

8)Классификация и структурные схемы радиопередающих устройств с АМ и с ЧМ. Классификация: по назначению, диапазону раб частот, излучаемой мощности, виду модуляции сигналов, виду излучения и условиям эксплуатации.

По назначе­нию прд бывают связными, вещательными, телевизионными, р/локационными, телеметрическими, навигационными и т. д.Р/вещание осущ-ся в России в диапазонах километровых, гектометровых, декаметровых, метровых и дециметровых волн. В первых трех диапазонах исп-т АМ с шагом сетки рабочих частот 10 кГц, а на двух последних — широкополосную ЧМ с шагом сетки рабочих частот 250 кГц. В наст время в сис-мах р/связи интенсивно исп-ся р/оволны в СВЧ-диапазоне. По диапазону рабочих волн современные прд делятся в соотв-ии с классификационной таблицей диапазонов радиоволн и частот (см. 1.1).В соответствии с классификацией волн различают передатчики километро­вых, гектометровых, декаметровых, метровых, дециметровых и других волн:

10…1км (30...300 кГц); 1000...100 м (300...3000 кГц); 100... 10 м (3...30 МГц);

10…1м (30...300 МГц); 1..Д1 м (300...3000 МГц) и др. По средней излучаемой мощности передаваемых р/сигналов различают прд очень малой (менее 3 Вт), малой (3 ... 10 Вт), средней (10 ...500 Вт), большой (0,5 ... 10 кВт) и сверхбольшой (более 10 кВт) мощности. По виду модуляции сигнала прд (и прм) делятся на устр-ва с амплитудной, балансной и однополосной, частотной, фазовой, импульс­ной, квадратурной, импульсно-кодовой и др.

По виду излучения различают передатчики, работающие в непрерывном и импульсном режимах. В 1 случае при передаче сообщения сигнал изл-ся непрерывно, во втором — в виде р/импульсов.По условиям эксплуатации бывают стационарные, бортовые (космические корабельные, самолетные, автомобильные) и переносные (портативные) прд.

П ередатчик с АМ. Простейшая сх прд с АМ несущего коле­бания (рис 1) содержит возбудитель(B), каскады умножения частоты (УЧ), уси­ления мощности (УМ), УНЧ, на кот подается передаваемый сигнал u_вх и ампл модулятор (AM). В- маломощный задающий автогенератор, стабилизированный кварцем. Каскады УЧ, повы­шают f колебаний до знач несущей. Для создания требуемой мощности на вых прд применяют УМ, кот обычно включены м/у каскадами УЧ, и тракт наз-т усилителъно-умножителъной цепочкой(УЧ-УМ). Вых усилитель мощности прд нагружен на волновод (кабель и т. п.),соединенный с антенной. Ампл модуляцию осущ-т в вых УМ.

П ередатчик с ЧМ. В диапазонах метровых и дециметровых волн в вещательных и связных прд применяют ЧМ. В простейших, одно-, двухка­нальных прд (рис.2) ЧМ осущ-т путем воздействия перед-мым сигналом u_вх на f колебаний ЧМ-uенератора (ЧМ). При этом неизменная f нес колеб-я f₀ форм-тся В. ЧМ колеб-я с ЧМ-ген-ра пост-т на УЧ-УМ, где f и мощность колеб-й многократно . Кварц автоген-ры обесп-т форм-ние высокостаб-х сигн-в только в узкой полосе f или на нескольких f.