Функциональные устройства на ОУ. Схемы. Область применения.
Операционные усилители в настоящее время являются основными элементами для построения аналоговых и импульсных схем. Ниже приведены основные функциональные схемы, выполненные на базе ОУ. Преобразователи аналоговых сигналов на ОУ. Обычно функции, выполняемые ОУ, определяются элементами обратной связи, в качестве которых используются резисторы, емкости, индуктивности, полупроводниковые приборы и т.д. На основе ОУ могут быть построены масштабные усилители, повторители, сумматоры, интеграторы, стабилизаторы тока и напряжения, активные фильтры, усилители переменного тока, генераторы импульсных сигналов, функциональные преобразователи, схемы сравнения и т.д.
, где KU0 – коэффициент усиления без ООС; Rвх0 – входное сопротивление ОУ без ООС. Благодаря большому входному сопротивлению и малому выходному сопротивлению повторитель используется в качестве согласующего элемента. Неинвертирующий масштабный усилитель (рис. 74). Здесь коэффициент передачи делителя в цепи ООС определяется выражением:
Тогда коэффициент усиления усилителя:
Полагая, что КU0® ¥, получим
т.е.
На основании полученного выражения можно сделать вывод, что коэффициент усиления усилителя не зависит от параметров ОУ и не может быть меньше единицы. Следует отметить, что в рассматриваемом усилителе фазы входного и выходного напряжений совпадают.
В инвертирующем усилителе входной сигнал и сигнал обратной связи подается на инвертирующий вход ОУ. В отличие от неинвертирующего усилителя входной сигнал попадает на вход ОУ не непосредственно, а через делитель Z1 и Zос.
![]() ![]() Для инвертирующего усилителя фазы входного и выходного напряжений сдвинуты относительно друг друга на 1800. Входное сопротивление усилителя практически равно сопротивлению резистора Z1, т.к. напряжение на входе ОУ “-” за счет действия ООС стремится к 0. Следовательно, при любых входных сигналах разность напряжения между инвертирующими и неинвертирующими входами стремится к нулю. В дифференциальном усилителе входной сигнал Uвх подается на прямой и инверсный входы. Особенностью такого усилителя является значительное ослабление синфазных помех. Интегратор представляет собой ОУ, в цепь обратной связи которого включен конденсатор С. Для интегратора
интегрирования. Известны схемы, в которых выходное напряжение равно интегралу от разности входных напряжений. Эти схемы строятся на основе дифференциальных усилителей. Функциональные преобразователи на ОУ обеспечивают нелинейную зависимость входного и выходного напряжений. Такие преобразователи представляют собой масштабные усилители, цепи обратной связи которых выполнены в виде сложных делителей, содержащих линейные и нелинейные элементы. В качестве примера рассмотрим схему усилителя с убывающим коэффициентом усиления (рис. 78).
Здесь стабилитроны VD1 и VD2 включены в цепь ООС. При напряжениях (UVD1 и UVD2) возникает пробой соответствующих стабилитронов и скачком изменяется сопротивление обратной связи Rоос. В ряде случаев в цепь обратной связи включаются более сложные электронные схемы, например, цифроаналоговые преобразователи. В таких схемах можно дискретно (ступенчато) изменять коэффициент усиления масштабного усилителя путем подачи соответствующего цифрового кода. Коэффициент усиления таких усилителей можно изменять практически от 0 до 2n, где n – разрядность цифрового кода.
Активные фильтры – используются для формирования частотной характеристики заданного типа. Данные фильтры представляют собой ОУ, в обратную связь которого включены частотозависимые элементы. Они подразделяются на фильтры низкой и высокой частоты, полосовые и режекторные (заградительные) фильтры. Режекторными являются фильтры Чебышева, Баттерворда и Бесселя. В зависимости от количества частотозависимых цепочек RC
активные фильтры бывают фильтрами первого, второго, третьего и т.д. порядка.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|