Методические рекомендации. Схемы сложения и вычитания на операционном усилителе в разных режимах включения показаны на рис.3 6

Схемы сложения и вычитания на операционном усилителе в разных режимах включения показаны на рис.3 … 6.

Рис. 3 Рис. 4

Рис.5 Рис.6

Суммирование на усилителе-повторителе (рис.3) входных напряжений и происходит на прямом входе усилителя. При этом выходное напряжение .

Сложение входных напряжений на инвертирующем входе усилителя-инвертора (рис. 4) формирует выходное напряжение, равное

.

При дифференциальном включении усилителя (рис. 5) для сложения или вычитания входных напряжений и напряжение на выходе усилителя .

Максимальное значение суммарного сигнала на входе усилителя, при котором он работает ещё в линейном режиме, т. е. когда выходное напряжение ещё не достигает максимального значения, равного или , называется динамическим диапазоном усилителя. Для операционного усилителя динамический диапазон исчезающе мал - , так как коэффициент его усиления очень велик. Для ОУ с отрицательной обратной связью динамический диапазон больше, так как определяется уже меньшим вследствие действия обратной связи коэффициентом усиления: или . Знаки «+» и «-» означают, в какой области напряжений – положительной или отрицательной - изменяется выходное напряжение при воздействии входного сигнала.

В схемах, изображенных на рис.3 … 6, сумма входных сигналов и не должна выходить за пределы динамического диапазона.

Для того чтобы увеличить диапазон возможных величин входных напряжений, которые необходимо складывать или вычитать, применяют каскадное включение ОУ. К примеру, применение двух усилителей-инверторов (рис.6) позволяет получить разность двух однополярных напряжений, максимальные значения каждого из которых соответствуют пределу динамического диапазона применяемых операционных усилителей. В этой схеме напряжение на выходе усилителя 1 равно , а на выходе усилителя 2 - .

Таблица 3 – Варианты контрольной работы для задачи №2

Номер по списку	Схема ОУ (рис.3-6)	±ЕП, В	U1, мВ	U2, мВ	R1-R3, кОм	R4,R5, кОм
			32,0	39,0	24; 4,3; 15	24, -
			51,0	22,0	56; 4,3; 2,4	-
			56,0	100,0	26; 4,7; 32	20, -
			100,0	27,0	48; 4,2; 56	5,1; 4,7
			27,0	36,0	36; 2,7; 36	42, -
			36,0	91,0	32; 5,1; 4,7	-
			91,0	39,0	32; 5,2; 12	36, -
			39,0	22,0	22; 4,1; 3,6	-
			22,0	36,0	56; 4,7; 56	62, -
			36,0	91,0	48; 5,2; 62	3,2; 3,6
			91,0	39,0	36; 4,2; 56	82, -
			39,0	22,0	20; 3,2; 3,6	-
			22,0	39,0	27; 3,6; 10	42, -
			39,0	22,0	30; 4,2; 4,6	-
			22,0	36,0	42; 5,1; 42	32, -
			36,0	91,0	26; 4,7; 32	6,2; 3,2
			91,0	39,0	32; 6,2; 28	38, -
			39,0	22,0	42; 6,2; 3,2	-
			22,0	27,0	21; 4,3; 20	33, -
			27,0	36,0	18; 6,2; 4,2	-
			36,0	22,0	20; 4,7; 24	56, -

Задача 3. Для компаратора (рис.7) на основе операционного усилителя из предыдущей задачи рассчитать момент сравнения и ошибку момента сравнения (рис.8), вызванную его разрешающей способностью, если известно, что на инвертирующий вход подается линейно изменяющееся напряжение со скоростью , а на неинвертирующий вход - опорное напряжение , значения которого задаются в табл. 1. Все остальные данные, необходимые для расчета , взяты из предыдущей задачи.

Рис.7

Дата добавления: 2015-05-07