1 / 32

ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ

Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 1. Всего 32. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ. Часть 2. Автор Останин Б.П. Конец слайда. Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 2. Всего 32. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ НА ОУ. Часть 1. Автор Останин Б.П. Конец слайда.

lucas-tillman
Download Presentation

ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 1. Всего 32. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ Часть 2 Автор Останин Б.П. Конец слайда

  2. Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 2. Всего 32. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ НА ОУ Часть 1 Автор Останин Б.П. Конец слайда

  3. Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 3. Всего 32. С помощью ОУ можно синтезировать линейные и нелинейные электронные устройства с требуемым алгоритмом преобразования входного сигнала. Принятые обозначения UВХ Н – входное напряжение на неинвертирующем входе UВХ И – входное напряжение на инвертирующем входе. UВЫХ – выходное напряжение ОУ. КU0 – коэффициент усиления ОУ на постоянном токе без ООС. КU 00С – коэффициент усиления ОУ с ООС. ВОС – коэффициент обратной связи. Если КU0 >>1, то Автор Останин Б.П. Конец слайда

  4. uВЫХ uВХ Н  Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 4. Всего 32. Повторитель напряжения Операционный усилитель охвачен 100% последовательной по напряжению ООС (ВОС = 1). Повторители напряжения на ОУ находят применение в качестве буферных или согласующих элементов. Автор Останин Б.П. Конец слайда

  5. iОС RОС iВХ iВХ ОУ R1  uВХ ОУ uВХ И uВЫХ Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 5. Всего 32. Инвертирующий усилитель Автор Останин Б.П. Конец слайда

  6. iОС RОС iВХ iВХ ОУ R1  uВХ ОУ uВХ И uВЫХ Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 6. Всего 32. В общем случае Автор Останин Б.П. Конец слайда

  7. Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 7. Всего 32. Входное сопротивление Выходное сопротивление инвертирующего усилителя мало вследствие того, что ООС выполнена как параллельная по напряжению. Автор Останин Б.П. Конец слайда

  8. iОС RОС iВХ iВХ ОУ R1  uВХ ОУ uВХ И uВЫХ Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 8. Всего 32. Преобразователь тока в напряжение Такой преобразователь имеет малое входное и малое выходное сопротивления, что важно для таких преобразователей. Автор Останин Б.П. Конец слайда

  9. RОС DA uВХ ОУ uВЫХ R1 uВХ  Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 9. Всего 32. Неинвертирующий усилитель Автор Останин Б.П. Конец слайда

  10. RОС R1  uВХ ОУ И R2 uВХ УС И uВЫХ R3 uВХ ОУ Н uВХ УС Н Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 10. Всего 32. Усилитель с дифференциальным входом Согласно принципу суперпозиции Автор Останин Б.П. Конец слайда

  11. RОС R1  uВХ ОУ И R2 uВХ УС И uВЫХ R3 uВХ ОУ Н uВХ УС Н Если сделать Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 11. Всего 32. 1. Сигнал на выходе усилителя равен усиленной разности входных сигналов на неинвертирующем и на инвертирующем входах. 2. Коэффициент усиления равен коэффициенту инвертирующего усилителя. 3. Рассматриваемый усилитель может выполнять математическую операцию вычитания сигналов. Автор Останин Б.П. Конец слайда

  12. и Если Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 12. Всего 32. Выведем ещё одно выражение, при котором справедливо равенство Перепишем это выражение так, чтобы оно содержало только отношения сопротивлений резисторов Тогда Слайд 10 нижняя формула То верхнее выражение также справедливо. Это соотношение пригодится при рассмотрении схемы сумматора – вычитателя. Автор Останин Б.П. Конец слайда

  13. i1 R1 iОС RОС i2 R2 DA i3 R3  uВХ 1 uВХ И uВХ 2 uВХ 3 uВЫХ RКОР uВХ Н - масштабные коэффициенты для напряжений uВХ1, uВХ2, uВХ3 Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 13. Всего 32. Инвертирующий сумматор Схема трёхвходового инвертирующего сумматора на ОУ Автор Останин Б.П. Конец слайда

  14. Если сделать i1 R1 iОС RОС i2 R2 DA i3 R3  uВХ 1 Если сделать uВХ И uВХ 2 uВХ 3 uВЫХ RКОР uВХ Н Если сделать и Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 14. Всего 32. Получилось, что на выходе схемы сформировалось напряжение, равное среднему арифметическому от входных напряжений. Такие схемы называют схемами усреднения. Автор Останин Б.П. Конец слайда

  15. iОС RОС R DA  R1 i1 R2 i2 uВЫХ R3 i3 uВХ 1 uВХ 2 R4 uВХ 3 iR4 Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 15. Всего 32. Неинвертирующий сумматор Данная схема представляет собой частный случай схемы сумматора - вычитателя. Она получается, если закоротить инвертирующий вход усилителя (не ОУ, а самого усилителя!) Автор Останин Б.П. Конец слайда

  16. iОС RОС R DA  R1 i1 R2 i2 uВЫХ R3 i3 uВХ 1 uВХ 2 R4 uВХ 3 iR4 Если выполнить условие Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 16. Всего 32. Обычно это делается подбором сопротивления резистора R. То получим Автор Останин Б.П. Конец слайда

  17. R1 R5 uВХ 1 DA R2 RОС  uВХ 2 R3 uВХ 3 R1  R4 RОС uВХ ОУ И uВЫХ uВХ 4 R2 uВХ УС И uВЫХ R6 R3 uВХ ОУ Н uВХ УС Н DA Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 17. Всего 32. Сумматор - вычитатель Воспользуемся найденным для дифференциального усилителя условием, согласно которому для получения на выходе сигнала разности входных напряжений надо чтобы Автор Останин Б.П. Конец слайда

  18. Тогда можно записать Где Или иначе Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 18. Всего 32. Роль резистора R1дифференциального усилителя в схеме сумматора-вычитателя выполняют параллельно включённые резисторы R1и R2, а роль резистора R2 - параллельно включённые резисторы R3и R4. Каждый член полученного уравнения равен значению коэффициента передачи по соответствующему входу. Значит сумма коэффициентов по инвертирующему входу должна быть равна сумме коэффициентов по неинвертирующему входу. Тогда можно записать Автор Останин Б.П. Конец слайда

  19. R1 R5 uВХ 1 RДОП DA R2 R1 R5  uВХ 2 uВХ 1 R3 DA R2 uВХ 3  uВХ 2 R4 RОС R3 uВЫХ uВХ 4 uВХ 3 uВЫХ RДОП R4 RОС uВХ 4 Рис. 1 Рис. 2 Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 19. Всего 32. Полученное выражение можно распространить на большее число входов. Если сумма коэффициентов по инвертирующему входу не равна сумме коэффициентов по неинвертирующему входу, то вводится сопротивление Rдоп (балансировка схемы), так, чтобы выполнялось условие равенства сумм. Если сумма по инвертирующему входу меньше суммы по неинвертирующему входу, то схема рисунка 1. Если сумма по инвертирующему входу болььше суммы по неинвертирующему входу, то схема рисунка 2. Автор Останин Б.П. Конец слайда

  20. iОС RОС DA iВХ С  uВХ uВЫХ RКОР Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 20. Всего 32. Дифференциатор Автор Останин Б.П. Конец слайда

  21. i1 iОС RОС С1 i2 С2 DA i3 С3  uВХ И uВХ 1 uВХ 2 uВХ 3 uВЫХ RКОР uВХ Н Если Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 21. Всего 32. Схема трёхвходового суммирующего дифференциатора Автор Останин Б.П. Конец слайда

  22. iОС С DA iВХ R  uВХ uВЫХ RКОР Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 22. Всего 32. Интегратор Автор Останин Б.П. Конец слайда

  23. uВХ 0 t t1 t2 t2 t1 0 t Обусловливается разрядом конденсатора с постоянной времени  = (R + RВЫХ)С. uВЫХ МАКС 2 1 uВЫХ Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 23. Всего 32. При  = RC = 1с, например, при R = 1 МОм и С = 1 мкФ , интегрирование осуществляется в реальном масштабе времени. Масштаб можно сделать любым. Выбирают масштаб с учетом параметров входного сигнала так, чтобы к концу интегрирования uВЫХ не достигло uВЫХ МАКС. Автор Останин Б.П. Конец слайда

  24. iОС С DA iВХ RОС  uВХ uВЫХ RКОР Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 24. Всего 32. Интегратор с цепью обнуления Автор Останин Б.П. Конец слайда

  25. R1 i1 iОС С R2 i2 DA i3 R3  uВХ 1 uВХ И uВХ 2 uВХ 3 uВЫХ RКОР uВХ Н Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 25. Всего 32. Схема трёхвходового суммирующего интегратора Автор Останин Б.П. Конец слайда

  26. Если Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 26. Всего 32. Автор Останин Б.П. Конец слайда

  27. R С uВХ 1 DA  R uВЫХ uВХ 2 С Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 27. Всего 32. Схема вычитающего интегратора Автор Останин Б.П. Конец слайда

  28. Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 28. Всего 32. Активные фильтры Автор Останин Б.П. Конец слайда

  29. С iОС RОС iВХ ОУ RКОР  iВХ uВХ ОУ RВХ uВЫХ uВХ Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 29. Всего 32. Активные фильтры нижних частот Автор Останин Б.П. Конец слайда

  30. KU(), дБ 20lgKU OOC 0 lg lgВ Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 30. Всего 32. Автор Останин Б.П. Конец слайда

  31. iОС RОС DA iВХ ОУ RОС СОС  uВХ ОУ iВХ RВХ uВЫХ uВХ KU(), дБ 20lgKU OOC 0 lg lgН Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 31. Всего 32. Активные фильтры верхних частот Автор Останин Б.П. Конец слайда

  32. Преобр. анал. сигн. на ОУ ч. 1. Слайд 32. Всего 32. • Контрольные вопросы по преобразователям аналоговых сигналов на ОУ • 1. Повторитель напряжения на ОУ. • 2. Инвертирующий усилитель на ОУ. • 3. Преобразователь тока в напряжение. • 4. Неинвертирующий усилитель на ОУ. • 5. Инвертирующий сумматор. • 6. Неинвертирующий сумматор. • 7. Сумматор – вычитатель. • 8. Дифференциаторы на ОУ. • 9. Интеграторы на ОУ. • 10. Активные фильтры. Автор Останин Б.П. Конец слайда

More Related