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

78122. Холодная война и холодный мир. Истоки, этапы, последствия, противостояния 29 KB
  Установление по завершении Второй мировой войны советского контроля над странами Восточной Европы, в особенности создание просоветского правительства в Польше в противовес польскому эмигрантскому правительству в Лондоне, привело к тому, что правящие круги Великобритании...
78123. Распад СССР и его военно-стратегические последствия. Однополярность современного мира (Глобальная роль США) – потенциальный источник новых конфликтов 36.87 KB
  Сегодня совершенно ясно что мы живём в однополярном мире и США является главным мировым лидером с большим отрывом от других стран контролируя множество сфер деятельности человека по всему миру.
78125. Идеи Платона. Платонова теория государства 113 KB
  B иcтopии миpoвoй кyльтypы Плтoн вeликoe явлeниe. Плтoн oдин из yчитeлeй чeлoвeчecтв. Учeниe излгвшeecя cмим Плтoнoм в eгo книгx в пocлeдcтвии eгo пpиeмникми в кдeмии былo пoлнo зблyждeний. И вce жe Плтoн oдин из yчитeлeй чeлoвeчecтв.
78128. ПЛАНИРОВАНИЕ ИНЖЕНЕРНОГО АНАЛИЗА ПРИ СОЗДАНИИ УСТРОЙСТВ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ В СИСТЕМЕ «КОЛЕСО-РЕЛЬС» 161.5 KB
  Внедрение асинхронных тяговых электродвигателей и систем управления обеспечивающих регулирование осевого тягового усилия для каждой оси в соответствии с предельными возможностями по условию сцепления также не является исчерпывающим решением проблемы в связи с тем...
78130. ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ МОДЕРНИЗАЦИИ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ МНОГОКВАРТИРНЫХ ЖИЛЫХ ДОМОВ В Г.ОРЛЕ 67 KB
  Для повышения энергоэффективности при модернизации систем теплоснабжения необходимо внедрять разработку научных основ технических решений и опытно-конструкторской документации с использованием комплексного автоматического регулирование параметров теплоносителя...