Материал: 832

Смотрите также:

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

	130
R , R	dKОС	R2		.
R , R				.
1 2	KОС	R1 R2	R2	R1

Входное сопротивление неинвертирующего УПТ (оно существенно больше входного сопротивления инвертирующего УПТ за счет последовательной ООС по напряжению)

Rвх rсф rвх 1 К R3.

Соотношения для оценки сдвига и дрейфа нулевого уровня такие же, как для инвертирующего УПТ (сравните схемы рис. 12.1 и рис. 12.2 при закороченном Uвх):

U	U		R2	IвхR2	при R3 R1	R2;

		см 1
			R1
выхсдв

			R2
U	U	см 1		Т I	вхR2 Т .
U	U	см 1	R1	Т I	вхR2 Т .
выхдр			R1

Не отличаются от выражений, полученных для инвертирующего УПТ, соотношения для оценки выходного сопротивления и полосы пропускания неинвертирующего УПТ:


R		rвых	и f	в	f1		.
R			и f				.
вых	1 K				1	R2
					1	R1
						R1

Достоинство неинвертирующего УПТ – большое входное сопротивление, недостаток по сравнению с инвертирующим – дополнительная погрешность сдвига за счет синфазного сигнала

на входе ОУ: Uвыхсф Uвх КОС.

Мсф

Uвых

Uвх

Рис. 12.4 – Схема повторителя напряжения

Идеальным согласующим элементом является повторитель напряжения (рис. 12.4). Это частный случай неинвертирующего УПТ при

R1 , R2 0.

Для него основные соотношения можно записать в следующем виде:

131

1; 1; R

1 К ; R

rвых

; U

;

ОС

вх

сф

вх

вых

1 K

выхсдв

см

Т ; K

; f

f .

выхдр

см

1 K

Повторитель напряжения обладает большим входным сопротивлением (практически бесконечным), практически нулевым выходным сопротивлением, широкой полосой пропускания, малой величиной сдвига и дрейфа нулевого уровня.

12.3 Дифференциальный УПТ

Выходное напряжение устройства, представленного на рис. 12.5, определяется соотношением

Uвых

R3 R4

При одинаковом отношении сопротивлений

(12.2)

получаем Uвых

U2 U1

, т.е. напряжение на выходе УПТ

пропорционально разности входных напряжений и усилитель становится дифференциальным.

Напряжение смещения и входные токи реального ОУ вызовут в этом усилителе сдвиг выходного напряжения на величину

R1 R2

R3 R4

R1 R2

см

выхсдв

R3 R4

R1 R2

Сдвиг за счет входных то-

ков уменьшается при вы-

полнении условия

R4 R1

R2.

(12.3)

Одновременное

вы-

Uвых полнение условий (12.2) и

(12.3) обеспечивается при

равенстве сопротивлений

R1=R3 и R2=R4. В этом

Рис. 12.5 – Схема дифференциального

случае сдвиг имеет мини-

УПТ

132

Недостатками простой схемы дифференциального усилителя являются малое входное сопротивление и трудность регулировки коэффициента усиления. От этих недостатков свободен измерительный усилитель (рис. 12.6). Неинвертирующее включение DA1 и DA2 обеспечивает большое входное сопротивление по обоим входам. Разность потенциалов (U3 – U4) можно определить как

U3 U4 I(R R R)

(2R R) 1

U1).

DA1 U4

DA3

Uвых

U2 DA2

Рис. 12.6 – Схема измерительного УПТ

Выходное напряжение повторяет эту разность:

Uвых

U4.

Следовательно:

Uвых	U3 U4		2	(U2	U1) KОС(U2 U1).
		1

Входные сопротивления по обоим входам можно считать равными бесконечности. С помощью переменного сопротивления R можно плавно менять коэффициент усиления измерительного усилителя. При реализации усилителя в виде интегральной микросхемы требуется подключение только переменного резистора R.

Рис. 12.7 – Схема аналогового cумматора на ОУ

133

12.4 Аналоговый сумматор

Схема, приведенная на рис. 12.7, позволяет просуммировать три аналоговых входных напряжения U1,U2,U3. Так как инвертирующий вход ОУ является точкой кажущейся земли (U 0), можно определить токи во входных цепях i1 U1/R1, i2 U2 / R2, i3 U3 /R3. Так как входное сопротивление идеального ОУ равно

бесконечности,

суммарный

RОС

ток

протекает

через

ОС

создает на нем падение на-

пряжения

Uвых iRОС (i1 i2 i3 )RОС

Uвых

ОС

т.е. выходное напряжение пропорционально сумме входных напряжений (с соответствующими масштабными коэффици-

ентами).

Для уменьшения влияния входных токов ОУ между неинвертирующим входом и общим выводом желательно поставить сопротивление R4 R1R2R3RОС . Тогда погрешность сдвига и дрейфа выходного напряжения можно определить по формулам:

				RОС
U	U	1		RОС			I	R ;
U	U	1					I	R ;
выхсдв		см	R1		R2	R3		вх ОС
			R1		R2	R3

				RОС
U	U	1		RОС			Т I	R Т .
U	U	1					Т I	R Т .
выхдр		см	R1		R2	R3		вх ОС
			R1		R2	R3

12.5 Аналоговый интегратор

Для идеального операционного усилителя кооэффициент передачи устройства, показанного на рис. 12.8, а, определяется соотношением

134

КОС

рС

(12.4)

где RC – постоянная времени.

К, дБ

IОС

Uвых(t)

Uвх(t)

-20

2 f1

оу

Iвх

оу

Iвх

∆Uвых сдв

-40

Uсм

Рис. 12.8 – Аналоговый интегратор:

а – схема инвертирующего интегратора на ОУ; б – ЛАЧХ коэффициента передачи интегратора;

в – эквивалентная схема для оценки сдвига и дрейфа ну-

Передаточная функция (12.4) соответствует идеальному интегратору. ЛАЧХ его коэффициента передачи идет с наклоном – 20 дБ/дек, пересекая ось абсцисс при 1 . Для интегратора справедливы соотношения: i1 Uвх /R и iОС C dUвых (t)/dt, по-

этому Uвых(t) RC Uвх(t)dt.

Оценим петлевое усиление контура ООС в интеграторе с учетом конечности коэффициента передачи реального ОУ

мальное значение U


«ДОХОДЫ, РАСХОДЫ И ПРИБЫЛЬ КОММЕРЧЕСКОГО БАНКА.»
«ДОХОДЫ, РАСХОДЫ И ПРИБЫЛЬ КОММЕРЧЕСКОГО БАНКА.»
Значение, сущность и содержание социально — педагогической деятельности в организации для детей-сирот и детей, оставшихся без попечения родителей
Проактивные методы PR-деятельности российских авиационных компаний «Россия», «Азимут»
__RGR2
__RGR2
_11_А. Франс для эл версии
_3 тема - Диффузия
_индив анализ данных