34. Инверт сумматор, интегратор, дифференциатор на ОУ. Инверт сумматор пр собой инв ус с несколькими ║-ми ветвями на входе: (д)
Как правило R резисторов Ri берутся одинаковыми: Rос=R1=R2=…=Rn<<RвхОУ. При этом можно считать, что IвхОУ=0, тогда имеем Iос=I1+I2+…In или умно-жить это выраж на Ri получим: Uвых=-(U1+U2+…Un). Для того, чтобы они имели разное ус-е, изменяют сопрот резис-торов Ri: Uвых=-(Rос/R1∙U1+ Rос/R2∙U2+…+Rос/Rn∙Un). Интег-ратор. Его схема имеет вид: (е).
При RвхОУ=∞, IвхОУ=0, тогда Iк=Iс или Uвх/R=-СdUвых/dt. Откуда Uвых=-1/RC∫0t0Uвхdt+ +Uвых(0). Uвых(0) – Uвых при t=0, т.е. до начала интегрир-ия. Диаграмма работы интегратора:
Пост времени интегри рования τ =R∙С опр-ет наклон линейного уч-ка на диагремме Uвых, τ =1с-1 т.е. при R=1 мОм и с=1 мкФ, интегрирование проводится в реальном масштабе времени. Масштаб интегр-я выбирают т.о., чтобы за время интегрирования UвыхОУ не достигало величины U-вых. На базе ин-ра строятся генераторы линейноизменяющегося U (ГЛИН). Разряд конд-ра С происходит с пост вр τ разряда: τ0 =С(R+ +RвыхОУ), т.е. большое вр. Для сокращения вр разряда ║-но конд-ру С подключают транзисторный ключ. Дифференци-атор. Его схема имеет вид: (ж). Если
RвхОУ=∞,тоIвх=0,Iс=Iк
или
–СdUвх/dt=Uвых/R═>
Uвых=-RС(dUвх/dt)= -τ∙dUвх/dt, τ=RC
35. Генераторы синусоидальных колебаний. Ген-ром наз автоколебательная система, в к-ой энергия источника питания преобразуется в энегрию колебаний. Структурн схема г-ра имеет вид
Стр-ая схема содержит ус с коэф ус-я к, охваченный положит ООС с коэф передачи ǽ. Сущ-ние автоколебаний в этой системе возможно при выполнении условий:
1) к ∙ ǽ ≥1; 2) φц+φǽ=2πk, где k=0,1,2… I-ое условие при равенстве произведения 1 наз балансом амплитуд, а II-ое – ба-лансом фаз. При выполнении этих условий случайное измене-ние U на входе ус усиливается в k раз, затем ослабляется в ǽ раз и снова появл-ся на входе ус в той же фазе, в той же или большей вел-не. к ∙ ǽ >1 амплитуда колебаний будет нарас-тать, а при нек-ом значении амплитуды коэф ус-я k ум-ся за счет нелинейности хар-ик транзисторов. При к ∙ ǽ =1 проис-ходит переход к установившемуся режиму работы. Соответвт-вующий этому режиму к =1/ ǽ наз критическим. Если усло-вия самовозбуждений 1 и 2 будут выполняться для одной час-тоты или низкой полосы частот, то колебания системы будут синусоидальными. ГСК …
36) Частотно-зависемые RC- цепи и RC-генераторы на основе ОУ.
Как правило, усилители имеют выходной сигнал, либо в противофазе со входным (φу= 180˚), либо в той же фазе (φу= 0˚, 360˚*n). При построении ГСК, цепь обратной RC связи, в 1 случае, на частоте генерации должна осуществлять поворот фазы сигнала на 180˚ (φæ=180˚), во 2 случае, фазовый сдвиг должен отсутствовать (φæ = 0˚). Для обоих случаев существует большое количество схемных решений RC цепей. Схема цепи, осуществляющей поворот фазы на 180˚, её АЧХ и ФЧХ Для случая когда С1=С1=С3=С R1=R2=R3=R имеет вид
Эта схема имеет перед другими преимущес-тва, заклюючен-ные в том, что она имеет наименьшие величин-ы емкостей конденсаторов, требуемых для построения низ-кочастотных генераторов.Частоту fо, при которой φæ =180˚, называют квазирезонансной и вычисляют по формуле
fо= 1/ (2π√6 RC)
При указанных соответственно параметров на частоте fо ко-эффициент передачи цепи обратной связи равен
|æ|= |ů вых| /|ůвх|= 1/29
Следовательно, коэффициент усиления усилителя Кu≥29
Схема генератора, на основе ОУ, с использованием схемы лестничного типа. R параллель имеет вид:
Требуемый коэффициент усиления обеспечивается следующим образом: Кст= Rос/Rо ≥ 29
Входное сопротивление усилителя Rо для переменного сигнала включено || с R3. Поэтому для расчета fо по (3) необходимо, чтобы R1=R2=R3||Ro=R
Амплитуда колебаний может устанавливаться подстройной Rос.
Среди цепей не сдвигающих фазу передаваемого сигнала на квазирезонансной частоте, наибольшее распространение получила схема Моста Вина.
Эта схема, ее АЧХ и ФЧХ имеют вид:
При построении генератора на основе ОУ с помощью Моста Вина, его включают между выходом и не инвертирующим входом ОУ.
Схема ГСК с Мостом Вина имеет вид:
Поскольку на частоте fо коэффициент передачи Моста Вина æ=1/3, самовозбуждение генератора возможно при Ku ≥3. Учитывая выражение для коэффициента усиления ОУ в схеме не инвертирующего усилителя получим, что отношение Rос/Rо≥2.
Частота квазирезонанса определяется выражением:
fо= 1/(2*П*√ R1*R2*C1*C2 )=1/(2*П*R*C) , где
R1=R2=R
C1=C2=C
Значения, необходимые Ku, достигаются подбором Rо или Rос.
Применение ОУ с глубокой ООС позволяет стабилизировать параметры ГСК, в связи с чем температурная нестабильность частоты таких генераторов определяется преимущественно зависимостью от температуры параметров R и C звена обратной связи и составляет ±(0,1 -3)% против едениц процентов в транзисторных ГСК.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.