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

51488. Полная экологическая характеристика Новгородской области 137 KB
  Основное богатство области - лес.Лесная зона Новгородской области делится на две подзоны - тайга и смешанные леса, граница между которыми выражена не резко. В настоящее время леса занимают около 40 % территории области и представлены тремя типами: хвойные...
51493. Установка нескольких операционных систем на один жесткий диск 152.5 KB
  Если хотите использовать только операционные системы семейства Windows в том числе Windows 2000 или Windows XP то без менеджера загрузки можно обойтись каждая из этих ОС имеет встроенный менеджер загрузки который в начальной стадии запуска компьютера предлагает меню для выбора запускаемой операционной системы. Если же кроме Windows хотите использовать другие операционные системы например Linux то без менеджера загрузки вам не обойтись. Windows NT 2000 XP Различные версии Windows NT и Windows 2000 имеют следующие ограничения:...
51494. Установка нескольких операционных систем на разные жесткие диски 61 KB
  Предположим что в компьютере уже есть жесткий диск № 1 с тремя операционными системами: Windows 2000 в первом первичном разделе; Windows ХР во втором первичном разделе; Linux в логическом разделе. Допустим требуется подключить еще один чистый жесткий диск № 2 и установить на него следующие операционные системы: Windows XP в первый первичный раздел; Windows 2000 во второй первичный раздел Linux другую разновидность в логический раздел. Первичный раздел №1 Первичный раздел №2 Логические разделы Windows 2000 Windows XP Linux...
51495. Установка и настройка сервера Lotus Domino 1.55 MB
  Lotus Notes является платформой для построения приложений автоматизации управленческих и документных процессов. Особенностью системы является объектно-ориентированная архитектура, благодаря которой возможно создание информационных систем, автоматизирующих работу со сложно-структурированными данными и неформализованными динамическими процессами.
51496. Основы маркетинга 243.5 KB
  ОТКРЫТИЕ МАРКЕТИНГА Вступительная статья Это что ирония Отнюдь. На такой вывод наталкивает сам факт появления книги Основы маркетинга с переводом которой знакомит советского читателя издательство Прогресс. Ее автор Филип Котлер профессор маркетинга Северо-Западного университета США один из активных деятелей Американской ассоциации маркетинга.