Нелинейные преобразователи сигналов. Суммирующее устройство сравнения. Расчет параметров устройств

Рис. 3. Суммирующее устройство сравнения

2. Исходные данные

E₀₁=+15 В

E₀₂=-15 В

U_вых⁺=+11 В

U_вых^-=–11 В

K1=8

K2=1

K3=0,8

+U_огр=3 В

-U_огр=–3 В

U_оп=2 В

ΔE_с=4 В

3. Расчет параметров устройств

Rн=10 кОм

R₁=20 кОм

R₂=K₁R₁=160 кОм

R₃=K₂R₂/(K₁-K₂)=22,86 кОм

R₄=K₃R₂/(K₁-K₃)=17,78 кОм

R₅==88,9 кОм

R₆==114,3 кОм

E_с1==0,25 В

U_отп=0,65 В

Примем R₃=20 кОм  кОм

 В

4. Настройка схем устройств

Двусторонний ограничитель-усилитель:

R₃=R₄=20 кОм

R₆=121 кОм

R₅=102 кОм

5. Измерение характеристик инвертирующего выпрямителя

Зависимость выходного напряжения от входного сигнала (U_вых=f(e_с))

График зависимости представлен на рис. 4.

K1_ср=–8,02

K1теор=–8

R = R_ном + δ₁,  δ₁ = 10%;

δ< δ_{допустимое}

6. Измерение характеристик двустороннего ограничителя-усилителя

Осциллограммы выходного сигнала (три стадии изменения в зависимости от величины входного сигнала) двустороннего ограничителя-усилителя на частоте 1 кГц представлены на рис. 5-7.

Зависимость выходного напряжения от входного сигнала (U_вых=f(e_с)).

График зависимости представлен на рис. 8.

R = R_ном + δ₁,  δ₁ = 10%;

К1_ср=–7,89

K1_теор=–8

δ< δ_{допустимое}

К2_ср=–1,03

K2_теор=–1

δ< δ_{допустимое}

К3_ср=–0,95

K3_теор=–0,8

δ> δ_{допустимое}

Наиболее вероятной причиной высокой ошибки в данном случае является неточная настройка выпрямителя, а именно подобранное выше требуемого значение сопротивления R5, что обуславливает в нашем случае более низкий уровень +U_огр.

Графики

Рис. 4. Зависимость выходного напряжения от входного сигнала в инвертирующем выпрямителе.

Рис.5. Осциллограмма выходного сигнала ограничителя-усилителя в режиме насыщения.

Рис.6. Осциллограмма выходного сигнала ограничителя-усилителя при значении входного сигнала больше 3 В.

Рис.7. Осциллограмма выходного сигнала ограничителя-усилителя при незначительном превышении значения Uогр.

Рис. 8. Зависимость выходного напряжения от входного сигнала в двустороннем ограничителе-усилителе.