 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
ОУ как элемент для выполнения математических операций
|
|
Для осуществления операции интегрирования сигнала по времени применяется схема, изображенная на рис. 4, а. Действительно, в предположении, что входным током усилителя можно пренебречь, запишем и приравняем друг к другу значения токов через емкость С и сопротивление R:
(6)
Рис. 4
Идеализируя ОУ по коэффициенту усиления, с большой степенью точности можно считать и вх»0. Поэтому из (6) имеем
и вых 
. (7)
Проводя аналогичные рассуждения для схемы, приведенной на рис. 4, б, можем записать условие равенства токов через R и С:
. (8)
откуда
и вых 
, (9)
т. e. напряжение на выходе пропорционально производной по времени от напряжения источника сигнала.
Отметим, что с помощью таких схем (рис.4, а, б) интегрирование и дифференцирование сигналов осуществляется с погрешностью, приблизительно в К 0 раз меньшей, чем с помощью обычных RC -цепей с такими же R и С.
На рис. 4, в изображена схема, применяемая для осуществления операции суммирования сигналов. Ток через R ос равен сумме токов через сопротивления R 1, R 2,...., R n:
(10)
или с учетом сделанных выше замечаний
и вых= 
. (11)
Отношения R ос/ R i называют масштабными коэффициентами, т.е. напряжение на выходе равно сумме (с обратным знаком) напряжений на входах, умноженных на свои масштабные коэффициенты. Иными словами, при R 1= R 2=...= Rn схема является сумматором напряжений на нескольких входах.
ОУ с включенными во входную цепь и цепь обратной связи элементами с различной зависимостью i от и (сопротивления, варисторы, диоды и т. п.) применяются для функционального преобразования входных напряжений: логарифмирования, умножения, возведения в степень и т.п.
Порядоквыполненияработы
1.Запустите программу Electronics Workbench и откройте файл lab71.ewb, содержащий схему инвертирующего масштабного усилителя (рис.5).
а). Проведите моделирование схемы и определите коэффициент усиления.
б).Постройте амплитудную характеристику усилителя.
Рис. 5
2.Откройте файл lab72.ewb со схемой неинвертирующего масштабного усилителя (рис.6).
а) Проведите моделирование схемы и определите коэффициент усиления.
Рис. 6
3. Откройте файл lab73.ewb, в котором содержится схема интегратора (рис.7). На этой схеме конденсатор в цепи обратной связи ОУ подсоединен между суммирующим входом и выходом интегратора. Следовательно, напряжение на конденсаторе приблизительно равно выходному напряжению. При воздействии постоянного входного напряжения U напряжение на выходе интегратора является линейной функцией времени: Uвых=t.U/RC. Если напряжение U на входе действует неопределенно долгое время, выходное напряжение Uвых будет изменяться до тех пор, пока не достигнет величины напряжения насыщения ОУ.
а) Проведите моделирование схемы.
б) Изменяя величину сопротивления R и емкости С, посмотрите, как они влияют на время достижения Uвых напряжения насыщения.
4. Откройте файл lab74.ewb, представляющий собой практическую схему дифференцирующего усилителя (рис.8). R1 и С3 вносят дополнительное затухание, обеспечивающее устойчивость усиления и подавления высокочастотных помех.
а) Проведите моделирование схемы.
б) Изменяя величину емкости конденсатора С2, посмотрите форму выходного сигнала.
Рис. 8
5. Откройте файл lab75.ewb, в котором представлена схема двухвходового сумматора (рис.9)
а) Проведите моделирование сумматора.
б) Проведите расчет выходного напряжения сумматора по формуле (11) при указанных на схеме параметрах и сравните полученные данные с результатами моделирования.
 | |||
 | |||
6. Откройте файл lab76.ewb.Он содержит схему одного из первых отечественных ОУ серии 140УД1 (рис.10). Первый каскад ОУ состоит из дифференциального усилителя на транзисторах VT1,VT2 с генератором тока в цепи эмиттера на транзисторе VT3. Температурная стабилизация тока осуществляется транзистором VT4. Второй каскад на транзисторах VT5 и VT6 гальванически связан с выходом первого. На выходе усилителя включены два эмиттерных повторителя на транзисторах VT7 и VT9. Каскад на транзисторе VT8 осуществляет сдвиг уровня постоянного напряжения.
На схеме рис. 10 ОУ включен по схеме инветирующего усилителя. Коэффициент усиления напряжения равен Кu=Ros/Ri=5. Rn - сопротивление нагрузки.
а) Проведите моделирование схемы
б) Рассчитайте коэффициент усиления схемы на рис.10 при Ros=1 и 10 ком. Результаты расчета проверьте моделированием.
Дата публикования: 2015-01-04; Прочитано: 296 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!
