6090

Схеми на операційних підсилювачах

Реферат

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Схеми на операційних підсилювачах У даній роботі досліджується ряд схем, побудованих на основі операційних підсилювачів (ОП). Ідеальний ОП характеризується коефіцієнтом підсилення та вхідним опором, що прямують до нескінченості, вихідним опором, що ...

Украинкский

2012-12-28

27.74 KB

7 чел.

Схеми на операційних підсилювачах

У даній роботі досліджується ряд схем, побудованих на основі операційних підсилювачів (ОП). Ідеальний ОП характеризується коефіцієнтом підсилення та вхідним опором, що прямують до нескінченості, вихідним опором, що прямує до нуля, і рівномірною амплітудно-частотною характеристикою для всіх частот.

1. Інверсне увімкнення ОП

Великий власний коефіцієнт підсилення ОП дозволяє за допомогою негативного зворотного зв’язку отримати будь-яке потрібне значення коефіцієнта підсилення у широкій смузі частот. Для цього використовуються інверсне (рис.1) та не інверсне (рис.2) увімкнення ОП.

Рис.1

Коефіцієнт підсилення увімкненого за інверсною схемою ОП, зображеного на рис. 1, складає

Ki = R2/R1         (1)

Формула (1) справедлива, якщо Ki виходить істотно меншим за власний коефіцієнт підсилення застосованого в схемі реального ОП, а значення опорів R1, R2 та опору навантаження Rn значно менші за вхідний опір цього ОП і значно більші за його вихідний опір.

Для зображеної на рис.2 неінверсної схеми для таких самих умов коефіцієнт підсилення складе

Kn = 1+R2/R1         (2)

Рис.2

2. Виконання аналогових операцій

Використовуючи ОП із негативним зворотним звязком, можна виконувати математичні операції над аналоговими величинами, зокрема, над напругами.

Рис.3

На рис.3 зображено схему аналогового підсумовування сигналів з різними частотами (Фур’є-синтез), яка дозволяє отримати на виході сигнал, за формою близький до прямокутного імпульсу, оскільки спектр такого імпульсу складається з непарних гармонік, амплітуда яких обернено пропорційна частоті. Напруга на виході схеми, зображеної на рис.3, складає

Vn= - ( V1/R1 + V2/R2 + V3/R3 ) * Rzz     (3)

Формула (3) справедлива при виконанні наведених вище умов на коефіцієнти підсилення та опори усіх резисторів.

3. ОП в режимі компаратора.

Великий власний коефіцієнт підсиленн ОП дозволяє побудувати на його базі пристрій порівняння вхідних сигналів – компаратор. Як правило, рівні сигналу на виході компаратора підлаштовуються під певну серію цифрових інтегральних мікросхем, таким чином, щоб вищийй рівень відповідав цифровій 1, а нижній – 0. На рис.4 зображено схему дослідження такого компаратора на основі ОП.

Рис.4

Лабораторне завдання.

  1. Зібрати схему інверсного увімкнення ОП, зображену на рис.1. Застосувати модель ОП OPAMP_5T_VIRTUAL з бібліотеки ANALOG. Забезпечити коефіцієнт підсилення, рівний номеру Вашого варіанту. Провести аналіз часових залежностей (Transient Analysis). Після цього зміною співвідношення R2/R1 збільшувати коефіцієнт підсилення доти, доки не перестане виконуватися формула (1). Порівняти оцінений таким чином коефіцієнт підсилення із заданим значенням (Differential Mode Voltage Gain у властивостях моделі ОП)
  2.  Повернутися до початкового коефіцієнта підсилення. Провести аналіз частотних характеристик (AC Analysis). Визначити верхню граничну частоту та порівняти її із заданим значенням (Unity-Gain Bandwidth у властивостях моделі ОП)
  3.  Повторити пункти 1-2 для неінверсного увімкнення ОП (рис.2).
  4. Зібрати схему Фур’є-синтезу (рис.3). Провести аналіз часових залежностей для 2-5 спектральних складових прямокутного імпульсу та порівняти форму сигналів, що отримуються на виході
  5. Зібрати схему дослідження компаратора (рис.4). Застосувати модель ОП COMPARATOR_VIRTUAL з бібліотеки ANALOG. Провести аналіз часових залежностей (Transient Analysis) і визначити верхній та нижній рівні вихідного сигналу.
  6. Зменшити амплітуду вхідного джерела до значень порядку 1 мкВ, і оцінити таким чином власний коефіцієнт підсилення ОП, на базі якого побудовано компаратор. Порівняти отримане значення із заданим (Gain у властивостях моделі компаратора)

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

73065. Политическая философия русского либерализма 28.5 KB
  Личность и исторический процесс в историософской концепции Кавелина; проблема собственности и государства в филии права Чичерина Либерализм возник в екатерининскую эпоху окончательно оформился к середине 19 века. Философия личности. Необходима новая филия постороенная на антропологии.
73066. Философия науки, становление и основные этапы развития 31 KB
  Как философская дисциплина она представлена различными концепциями которые предлагают ту или иную модель развития науки различными подходами и взглядами. Развитие философии науки в конце XIX в. выступает одним из решающих импульсов развития самой науки.
73067. Этика долга Канта 33 KB
  Этическая стратегия Канта ориентирована не на то как должны вести себя индивиды в тех или иных ситуациях не на конкретные добродетели а на обязательства которые сохраняются при всех обстоятельствах и применительно ко всем разумным существам.
73068. Этика добродетелей Аристотеля 32.5 KB
  Структура души и виды добродетели. Страстная и разумная части имеют как свои добродетели так и свои пороки. У разумной души имеются свои дианоэтические или интеллектуальные добродетели и свои дианоэтические пороки..
73069. Происхождение и сущность нравственности 29.5 KB
  В морали отражены отношения человека к обществу отношения человека к человеку и требования общества к человеку. Основной функцией морали является регулирование взаимоотношений всех членов общества и социальных групп.
73070. Предмет, специфика и задачи этики 31.5 KB
  Этика относится к классу гуманитарных дисциплин объектом которых является человек.Термин этика впервые был употреблен Аристотелем для обозначения особого раздела философии представляющего собой учение о нравственной деятельности и добродетелях.
73071. Я и Другой, проблема коммуникации 31 KB
  Суть учения Бахтина вытекала из представления о незавершенности свободной открытости человека. Но единство бытия неизбежно превращается в единство сознания которое в конечном счете воплощается в единство одного сознания; важно то что рядом с этим единым одним сознанием уже не может сосуществовать...
73072. Жизнь и смерть 37.5 KB
  Различие живого и мертвого ни в одну историческую эпоху не вызывало затруднений: восприятие понимание и оценка жизни и смерти нечто осуществляющееся как правило совершенно автоматически. С одной стороны успехи реанимации эффективная пересадка органов а с другой стороны эвтаназия...
73073. Добро и зло, проблема насилия 31 KB
  В целом у Канта можно встретить двойственную оценку природы человека. С одной стороны нет никакой природы человека ибо он незавершен и не имеет готовых инстинктов. По мнению Канта природа человека означает его разумность. На самом деле Кант намеренно исходит из отрицательных качеств человека...