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

19165. Элементы вакуумной техники 714 KB
  ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ КРИОГЕННЫХ УСТРОЙСТВ Лекция 15 Элементы вакуумной техники Теплоизоляция криостатов как и всех систем предназначенных для работы с жидким гелием осуществляется вакуумированием сосудов. Поэтому разрабатываемые конструкции должны удовлетво
19166. Введение. Технологичность конструкции 1.43 MB
  Лекция №1 Введение. Технологичность конструкции Технология искусство мастерство умение логия совокупность методов обработки изготовления изменения состояния свойств формы сырья материалов или полуфабриката осуществляемых в процессе производства проду
19167. Обеспечение качества и эксплуатационной надежности изделий 1008.5 KB
  Лекция 2 Обеспечение качества и эксплуатационной надежности изделий Соответствие технических требований и норм точности служебному назначению Поскольку технические требования и нормы точности изделия являются отражением ее служебного назначения то приступая...
19168. Топливные циклы ядерных реакторов. Материалы сердечника твэлов 48.5 KB
  Топливные циклы ядерных реакторов. Материалы сердечника твэлов Ядерным топливом принято считать материал содержащий нуклиды которые делятся при взаимодействии с нейтронами. Делящимися нуклидами являются: находящийся в природном уране изотоп 235U изотопы плутония 23...
19169. Конструкционные материалы твэлов и ТВС 282 KB
  ЛЕКЦИЯ 4 Конструкционные материалы твэлов и ТВС В лекции рассматриваются конструкционные материалы используемые для оболочек твэлов. Оболочка твэла работает в очень сложных напряженных условиях в течение длительного времени при высоких параметрах теплоносител
19170. Твэлы и ТВС энергетических реакторов 348 KB
  Лекция 5 Твэлы и ТВС энергетических реакторов В нашей стране разработаны и успешно эксплуатируются три типа энергетических реакторов: канальный водографитовый реактор РБМК1000 РБМК1500; корпусной реактор с водой под давлением ВВЭР1000 ВВЭР440; реактор н
19171. Твэлы и ТВС исследовательских, транспортных и транспортабельных реакторов 1.84 MB
  Лекция 6 Твэлы и ТВС исследовательских транспортных и транспортабельных реакторов По сравнению с энергетическими реакторами к твэлам исследовательских и транспортных реакторов предъявляются дополнительные требования связанные со спецификой их эксплуатации: ...
19172. Технология получения порошков диоксида урана 334 KB
  ЛЕКЦИЯ 7 Технология получения порошков диоксида урана Компактные изделия из диоксида урана в частности таблетки твэлов получают методами порошковой металлургии. Исходным продуктом для получения порошков диоксида урана является гексафторид урана UF6 получаемый с ...
19173. Технология получения порошков диоксида урана 184 KB
  ЛЕКЦИЯ 8 Технология получения порошков диоксида урана Получение UO2 через аммонийуранилтрикарбонат АУКпроцесс Трикарбонатоуранилат аммония NH4[UO2С033] или аммонийуранилтрикарбонат АУК является хорошим исходным соединением для получения порошков UO2 керамическ