Задание на работу. Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхем – операционных усилителях(ОУ)Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхем – операционных усилителях(ОУ). ОУ являются наиболее универсальными и многофункциональными аналоговыми микросхемами, которые широко используются в различных электронных устройствах, служащих для преобразования, генерации и обработки сигналов. В лабораторной работе исследуются различные усилители, выполненные на основе микросхем ОУ. Все усилители, выполненные на основе микросхем ОУ, охватываются отрицательной обратной связью, что обеспечивает работу ОУ в линейном режиме. Для идеального ОУ полагаем следующее: Ку = ¥, Rвх = ¥, Rвых = 0.
Инвертирующий усилитель. Подключив звено отрицательной обратной связи (ООС), состоящее из двух резисторов (делителя), например, Roc = 100 кОм и R1 = 1 кОм между выходом и инвертирующим входом, и соединив неинвертирующий вход ОУ с общей точкой, получим инвертирующий усилитель (рис. 1).
Рис. 1. Схема инвертирующего усилителя на ОУ
Зависимость выходного напряжения от входного сигнала (статическая амплитудная характеристика) такого усилителя рассчитывается по формуле:
где: R 1 и R ос – сопротивления, определяющие коэффициент усиления инвертирующего усилителя.
Из формулы следует, что при значении R ос = R 1, амплитудная характеристика инвертирующего усилителя принимает следующий вид:
Неинвертирующий усилитель. Схема неинвертирующего усилителя представлена на рисунке 2.
Рис. 2. Схема неинвертирующего усилителя на ОУ.
Амплитудная характеристика неинвертирующего усилителя на ОУ рассчитывается по следующей зависимости:
где: R 1 и R ос – сопротивления, определяющие коэффициент усиления неинвертирующего усилителя.
Из формулы следует, что при значении R ос = 0, амплитудная характеристика принимает следующий вид:
Суммирующий усилитель. Суммирует сигналы, поступающие на его входы Uвх 1 и Uвх 2.
Рис. 3. Схема суммирующего усилителя на ОУ.
Амплитудная характеристика суммирующего усилителя на ОУ рассчитывается по следующей зависимости:
где: R 1 и R 2 – входные сопротивления, R ос – сопротивление обратной связи. Дифференциальный усилитель. Усиливает разность двух входных напряжений на соответствующих входах Uвх 1 и Uвх 2 и подавляет на них синфазный (одинаковый) сигнал помехи.
Рис. 4. Схема дифференциального усилителя на ОУ.
Амплитудная характеристика дифференциального усилителя на ОУ рассчитывается по следующей зависимости:
где: R 1 и R ос – сопротивления, определяющие коэффициент усиления дифференциального усилителя.
При этом должно соблюдаться условие:
|
,
.
,
.
,
,
