Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 [77] 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169

Преобразователь источника тока в источник напряжения. Инвертирующую схему включения можно использовать в качестве преобразователя источника тока в источник напряжения. Для этого в качестве Z\ и Zee включают резисторы, имеющие активные сопротивления Rx и Ran, а ко входу схемы подключают источник тока. Очевидно, что в этом случае Z\=Rex, pl; Ze«jf =/?выж/(1-f

+ Кв) ; Ugbix - - iexRee-

Так как выходное напряжение пропорционально входному току, а выходное сопротивление очень мало, схему называют преобразователем тока в напряжение.

Неинвертирующая схема. Неинвертирующая схема включения операционного усилителя показана на рис. 10.17 6. Напряжение с выхода усилителя подается на инвертирующий вход усилителя. Это напряжение обратной связи относительно земли С/(-)=р/выж. где p = Zi/(Zi+Zee).

Напряжение на выходе усилителя

Ueux = К(%)~ t/( )) =K{V:x Usux),

откуда и,ых = Киех1{\+К).

Следовательно, коэффициент усиления неинвертирующей схемы включения

(10.24)

При (р/С[>1

/C«.l/p=l+Zce/Zi. (10.25)

Выражение (10.24) является точным. Согласно приближенной формуле (10.25) и в соответствии с (10.24) относительная погрешность определения

АК1К=-ЩК. (10.26)

Из рис. 10.17,6 видно, что в схеме имеет место последовательная обратная связь по напряжению, при которой в-ходное сопротивление

Рнс. 10.18. Схема повторителя напряжения

где p«Zi/(Zi + Zce).

Следует указать на то, что. реальное входное сопротивление меньше, так как параллельно зажиму «-f» подключено сопротивление, равное 2Rc0 (см. рис. 10.13,б).

Повторитель напряжения. На рис. 10.18 показана схема повторителя напряжения, осуществленного на операционном усилителе. Положив в (10.25) Zcg=0, а Zi = oo, получим

/С~1. (10.27)




"вы.

Рис. 10.19. Эквивалентные схемы для определения входного (а) и выходно-го (б) сопротивлений повторителя напряжения

В соответствии с выражением (10.26) относительная погрешность

AKfK=-l/K.

(10.28)

Для определения входного сопротивления повторителя напряжения воспользуемся эквивалентной схемой, показанной на рис. 10.19, а. Она получается из схем на рис. 10.13,6 и 10.18. Для схемы рис. 10.19, а

(10.29)

Обычно всегда выполняется условие ЯнРЯеых, поэтому

ex-{l+Ke)Rex. (10.30)

Входное сопротивление повторителя напряжения Rgx, определенное из выражений (10.29) и (10.30), очень высоко. Однако следует учесть, что они выведены на основании приближенной схемы (см. рис. 10.13,6). Более точная схема входной цепи, приведенная на рис. 10.13, в, цоказывает, что между неинвертирую-щим входным зажимом и землей включено сопротивление 2.сбб, параллельное сопротивлению Rex-

Для определения выходного сопротивления повторителя напряжения воспользуемся эквивалентной схемой на рис. 10.19,6. Эта схема получается из схемы на рис. 10.19, а, в которой вместо входного напряжения ugx включено сопротивление источника этого напряжения Re, а на выходе схемы включено напряжение Ue-ux-

Можно показать, что выходное сопротивление повторителя равно параллельному соединению двух сопротивлений:

геых = iRex + Яг) WReux/i 1 + Ке) , ,(10.31)

где liRgJiRgx + Re).



Так как первое сопротивление много больше второго, можно считать

ЯшхЯ>,ьсх/{\-}-Ке). (10.32)

= 102 Ом; Ке = 5-10Н Rex=lO кОм; ;?е=10 кОм.

Согласно (10.32) 102/(1 +

Пркмер. Пусть Reux=

По формуле (10.31) находим р=0,5. + 0,5-б -10*)«102/2,5• 10*=4-10-3 Ом.

Столь малое выходное сопротивление позволяет включать на выходе повторителя напряжения очень малые сопротивления нагрузки Ru без заметного уменьшения коэффициента передачи. Однако следует иметь в виду, что при нагрузках, уже соизмеримых даже не с Rgx Reux, наблюдается амплитудное ограничение, обусловленное ограничением выходных токов выходных транзисторов. Поэтому для операционных усилителей часто указывают минимально допустимое сопротивление нагрузки: Ru min = 0,5-2 кОм.

Интегратор. Схема интегратора показана на рис. 10.20. При приложении ко входу напряжения Ugx в соответствии с принципом виртуального замыкания можно считать, что ток через резистор R равен Ugjc/R. Этот ток заряжает конденсатор С и создает на нем напряжение, одновременно являющееся выходным:

-fu вх dt.

(10.33)

Дифференциатор. Схема дифференциатора показана на рис. 10.21. Напряжение на входе в силу принципа виртуального замыкания является напряжением на конденсаторе. Заряжающий конденсатор ток i=CdUgx./dt. Этот ток, не заходя в усилитель, полностью проходит через сопротивление R, создавая на нем напряжение, являющееся выходным:

Uebcx=-RCduex/dt. (10.34)

Логарифмирующие схемы. Для выполнения логарифмирования и обратной операции - антилогарифмирования-применяются операционные усилители, в которых роль сопротивления Zee или Zi выполняют диоды с плоскостным р-п переходом.

Известно, что вольт-амперная характеристика р-п перехода определяется равенством

idIsexpiue/Ur), (10.35)



Рис. 10.20. Схема интегратора

Рис. 10.21. Схема дифференциатора



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 [77] 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169



0.0019