Схемы и принцип работы дифференцирующего и интегрирующего операционных усилителей, их параметры

Интегрирующий ОУ:

Разность входных напряжений (U_О) идеального ОУ равна нулю(виртуальный ноль) => I_ВХ=0,

I_R=- I_С I_R+ I_С=0. Интегратор используется при решении дифференциальных уравнений, обработке и генерировании электр. сигналов. Используя свойство идеального ОУ(К_U→∞ и R_ВХ→∞) получаем что входной ток протекает через С. I_R= U_ВХ/R; I_C=C*(dU_C/dt); U_ВЫХ= U_ОБР.СВ.. Напряжение на С и выходное напряжение изменяются по закону U_ВЫХ(t)= .Коэффициент усиления равен: К_U=R_ОС/R=X_C/R. При интегрировании сигналов с высокой частотой может получится коэф. усиления меньше единицы(ослабление вх. сигнала) поэтому в интеграторе оговаривается диапазон частот сигнала. Произведение RC назыв. постоянной времени интегратора от выбора их значений зависит К_U и значение выходной величины, при подаче на вход интегратора постоянной величины, U_ВХ=const, U_ВЫХ будет равно: U_ВЫХ= U_ВХ(t)/RC и не зависит от К_U. Помимо матем. операций интеграторы широко применяют при создании генераторов линейно изменяющихся и синусоидальных напряжений,точных фазосдвигающих устройств, в качестве фильтров низких частот.

Дифференцирующий ОУ:

Дифференцирующий ОУ предназначен для получения выходного сигнала пропорционального скорости изменения входного сигнала. При дифференцировании сигнала ОУ должен пропускать только переменную составляющую входного напряжения, а К_U дифференцирующего должен возрастать при увеличении входного напряжения. Выходной сигнал пропорционален скорости изменения входного (дифференцирование) =>с увеличением скорости выходного сигнала должен увеличиваться К_U, с уменьшением скорости уменьшатся. Поэтому коэф. усиления должен автоматически регулироваться. ОУ идеальный: I_C=- I_R; I_R+ I_С=0, I_C=C*(dU_C/dt)= I_C=C*(dU_ВХ/dt);

U_ВЫХ= I_R*R_ОС=- I_C*R_ОС; U_ВЫХ=- R_ОС* C*(dU_ВХ/dt). Рассм. дифференцирующий ОУ используется редко из-за недостатков:1)Низкое входное сопротивление на высоких частотах(определяемое на С); 2)Относительно высокий уровень шумов(помех) на выходе обусловленный большим усилением на высоких частотах;3)Склонность к самовозбуждению. Поэтому применяют схемы сложнее с корректирующими элементами где всё равно наблюдается принцип дифференцирования.

Дата добавления: 2015-05-06