Решающие усилители

Решающий усилитель (РУ) используется в аналоговых вычислительных машинах для суммирования, интегрирования, дифференцирования, умножения и др. Отсюда собственно усилитель без цепи обратной связи он строится на основе операционного усилителя (ОУ). Где в качестве сигналов используется электрическое напряжение или ток (рис 5.1).

Рис 5.1. типовая схема

При появлении на входах РУ одного или нескольких входных напряжений через входные сопротивления протекают токи l₁,…, I_т, суммирующиеся в точке на входе ОУ. Поскольку коэффициент усиления ОУ делают очень большим, напряжение в точке S практически равно 0. Благодаря этому , где , …, , и поэтому выходное напряжение . Отношение определяет заданную математическую операцию по входу i. Если , то РУ осуществляет алгебраическое суммирование входных напряжений. Если , причём Z_j и Z_oc — активные сопротивления, то суммирование осуществляется с одновременным умножением слагаемых на постоянные коэффициенты k_i. В случае включения в цепь обратной связи комплексных сопротивлений происходит более сложное преобразование входных сигналов во времени. Например, если Z_i — активные сопротивления (равные R_i), а цепь обратной связи образована ёмкостью C_oc, то , т. е. происходит интегрирование суммы входных напряжений по времени. При использовании в цепях обратной связи нелинейных сопротивлений РУ позволяют выполнять нелинейные операции (возведение в степень, нахождение тригонометрических функций, перемножение и др.).

Погрешность при выполнении операций Р. У. обусловлена неточностью номиналов элементов цепи обратной связи, их нестабильностью и неидеальностью ОУ. Погрешность тем меньше, чем больше коэффициент усиления k_y и входное сопротивление ОУ и чем меньше его выходное сопротивление. Значительное влияние на увеличение погрешности оказывают паразитный входной ток I_П, генерируемый ОУ, сдвиг нуля En и их нестабильность — дрейф во времени и при изменении температуры, а также шумы.

Дата добавления: 2015-07-13