по курсу «Преобразовательная техника» для студентов специальности 1-36 04 02
Электронный аналог печатного издания
Представлено 40 задач по схемотехнике на основе операционных усилителей, решение которых необходимо для приобретения навыков анализа, расчета и составления функционально законченных элементов на основе аналоговой схемотехники.
Для студентов специальности 1-36 04 02 «Промышленная электроника» дневной и заочной форм обучения.
Настоящее пособие предназначено для развития навыков и формирования умений анализировать аналоговые электронные схемы, содержащие операционные усилители, у студентов, обучающихся по специальности «Промышленная электроника». Оно также может быть полезно для учащихся других специальностей, в программах которых присутствуют элементы аналоговой электроники.
Данное практическое пособие содержит 40 задач, посвященных анализу схем с использованием операционных усилителей. При решении задач полагать, что все схемы «рабочие», а операционный усилитель идеальный, т. е. коэффициент усиления равен бесконечности, входное сопротивление равно бесконечности, погрешности отсутствуют. По умолчанию напряжение питания операционных усилителей равно ±15 В.
Предполагая, что у транзистора VT сопротивление сток-исток очень мало, по сравнению с R4, когда VT открыт (Uупр = 0), определить коэффициент усиления. Определить коэффициент усиления, когда транзистор закрыт.
При Rси <100 Ом (VT – открыт) найти значение сопротивления R4, чтобы погрешность в коэффициенте усиления была меньше 1 %.
Отметить преимущества и недостатки при замене полевого транзистора на биполярный транзистор.
Рис. 1. Схема переключения полярности коэффициента усиления, управляемая напряжением
Рис. 2. Прецизионная схема ограничения, управляемая напряжением
1. Нарисуйте график передаточной характеристики Uвых(Uвх) и покажите, что Uвых =Uвх, при Uвх ≤ Еоп и Uвых = Еоп, при Uвх ≥ Еоп.
2. Нарисуйте Uвых(Uвх) для обратной полярности включения диода VD1.
3. Нарисуйте схему двухстороннего ограничения тока с уровнями ограничения Eоп1, Eоп2.
4. Почему данная схема называется прецизионной схемой ограничения?
Покажите, что при
комнатной температуре Uвых =
(1,0)lgU2 ⋅
R1
.
U1 ⋅ R2
Рис.3. Логарифмический преобразователь
4
Рис. 4. Прецизионная схема восстановления постоянной составляющей, управляемая напряжением
Показать, что переменные составляющие выходного напряжения U0 и входного Us одинаковы, а уровень постоянной составляющей сдвинут так, что он никогда не опускается ниже Uоп:
1) Us =10⋅sin(ωt), Uоп = 5 В, (U0 =10⋅sin(ωt)+15);
2) Us =10⋅sin(ωt), Uоп = 0 В, (U0 =10⋅sin(ωt)+10)4; 3) Us =10⋅sin(ωt), Uоп = −5 В, (U0 =10⋅sin(ωt)+5).
Найти U0.
Показать, что при изменении полярности диода VD переменная составляющая выходного напряжения U0 будет такой же, как у входного напряжения Us, а постоянная составляющая будет сдвинута так, что выходное напряжение никогда не превысит напряжение Uоп.
Рис. 5. Функциональный преобразователь
Показать, что если f 
n ,
то для Uвых справедливо соот-
⎛ R2 ⋅Uвх ⎞⎟⎟n . ношение Uвых =
⎜⎜⎝− a⋅ R1 ⎠
Найти значение резисторов, если Uвх изменяется в диапазоне
(−3÷+3) В, Uоп = 2,5 В, а Uвых должно изменяться в диапазоне
(0,1÷2,4) В.
Рис. 6. Схема согласования уровня входного напряжения с напряжением АЦП (0÷2,5) В
Рис. 7. Дифференциальный усилитель (погрешности)
Найти погрешность дифференциального усилителя, если разброс резисторов равен δR.
8
Рис. 8. Преобразователь напряжение-ток
Оценить изменение тока в нагрузке при наихудшем соотношении сопротивлений резисторов от значения сопротивления нагрузки:
R1 = R2 = R3 = R4 = R0 ⋅(1± δR).
Рис. 9. Погрешность дифференциального усилителя от синфазной составляющей
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.