КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Лекция 10. Устройства аналоговой обработки сигналов
Содержание лекции:
– инвертирующий и неинвертирующий усилитель;
– решающие усилители: сумматор, интегратор, дифференциатор, логарифмирующий усилитель;
– компаратор и триггер Шмидта.
Цели лекции:
– изучение работы схем решающих усилителей;
– изучение особенностей компаратора и триггера Шмидта.
В операционных усилителях обычно используется отрицательная обратная связь, т.к. без нее даже при 
коэффициент усиления стремится к бесконечности и 
может достичь предельного значения.
Отрицательная обратная связь позволяет создать схему с заданными функциями, достичь нужного коэффициента усиления, повысить стабильность и устойчивость схемы, добиться необходимых 
и 
и уменьшить линейные и нелинейные искажения.
На рисунке 10.1 приведена схема инвертирующего усилителя. Определим коэффициент усиления каскада.
Примем допущения:
; 
; (10.1)
. (10.2)
Так как 
, то 
. Следовательно, точку А можно считать закороченной на землю. По первому закону Кирхгофа 
, а так как 
, то 
и 
. Определим коэффициент усиления инвертирующего усилителя
. (10.3)
Из (10.3) видно, что коэффициент усиления инвертирующего усилителя не зависит от параметров ОУ, а определяется только видом обратной связи. Здесь имеет место параллельная отрицательная обратная связь по напряжению. Если 
, то усилитель (рисунок 10.1) является инвертором. Для симметрирования (уравнивания) входных токов ставится резистор R, который определяется как параллельно соединенные Rос и R1
.
На рисунке 10.2,а представлена схема неинвертирующего усилителя.Цепь Rос–R1 создает последовательную ООС по напряжению. Входной сигнал подается на неинвертирующий вход. По аналогии с выводом 10.3 определим 
Если 
и 
(рисунок 10.2,б), то это повто-ритель напряжения. Име-ет место 100% последо-вательная ООС по нап-ряжению. Сигнал на вы-ходе повторяет входной.
На рисунке 10.3 показан инвертирующий сумматор, из которого следует 
На рисунке 10.4 показан инвертирующий интегратор.
Из условия (10.1) следует, что 
. Ток через конденсатор равен
,
входной ток 
.
Так как выполняется условие (9.2), и 
. Следовательно,
;
.
После интегрирования получим 
.
линейно зависит от 
, т.е. схема интегратора является простейшей схемой генератора линейно изменяющегося напряжения.
На рисунке 10.5 приведена схема инвертирующего дифференциатора, где ток через Rос равен 
, а
ток через емкость С равен 
.
Так как входной ток равен нулю, то 
и 
.
Отсюда 
.
Для логарифмирующего усилителя, приведенного на рисунке 10.6
,
где 
, 
.
Следовательно, 
. Отсюда 
Компаратор аналоговый (см.рисунок 10.7,а) применяется для сравнения аналогового сигнала с опорным напряжением.
На рисунке 10.7,а на неинвертирующий вход подано опорное напряжение Uоп, на инвертирующий вход ‑ аналоговый сигнал Uвх.
При этом выполняются условия (см. рисунок 10.7,б – передаточная характеристика ОУ):
если: Uвх< Uоп, то 
,
если:Uвх> Uоп, то 
.
При равенстве Uвх= Uоп, Uвых= 0. Так как коэффициент усиления ОУ сотни тысяч, то выход компаратора переключается на противоположное значение.
На рисунке 10.8 приведены временные диаграммы входных и выходного напряжений компаратора, которые иллюстрируют его работу.
Дата добавления: 2015-02-09; просмотров: 278; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав |