Решающие усилители

2.6.1 Инвертирующий сумматор (см. рисунок 2.11)

Из рисунка 2.11 следует, что , так как , Если , то

.

2.6.2 Интегратор инвертирующий (см. рисунок 2.12)

Из условия (2.1) следует, что . Ток через конденсатор равен

, входной ток – .

Так как выполняется условие (2.2), и . Следовательно,

; .

Отсюда, проинтегрировав, получим .

линейно зависит от , т.е. схема интегратора является простейшей схемой генератора линейно изменяющегося напряжения.

2.6.3 Дифференциатор инвертирующий (см. рисунок 2.13)

Ток через Rос равен ,

ток через емкость С равен .

Так как входной ток равен нулю, то и .

Отсюда .

2.6.4 Логарифмирующий усилитель (см. рисунок 2.14)

 

Здесь

где , .

Следовательно, .

Прологарифмировав, получаем

2.7 Нелинейный режим работы ОУ

Если (см. рисунок 2. 15), то ОУ работает в линейном режиме,

при – в нелинейном ключевом или импульсном режиме.

При подаче напряжения на один из входов ОУ передаточная характеристика по второму входу смещается на это же значение.

Например, на неинвертирующий вход ОУ (см. рисунок 2.16) подано напряжение Uоп, тогда характеристика по инвертирующему входу (кривая 1) сместится на значение Uоп вправо (кривая 2).

2.7.1 Компаратор аналоговый

Компаратор аналоговый (см. рисунок 2.17,а) применяется для сравнения аналогового сигнала с опорным напряжением. На рисунке 2.17,а на неинвертирующий вход подано опорное напряжение Uоп, на инвертирующий вход ‑ аналоговый сигнал Uвх.

 

При этом выполняются условия (см. рисунок 2.17,б – передаточная характеристика ОУ):

если: Uвх< Uоп, то ,

если:Uвх> Uоп, то .

При равенстве Uвх=Uоп, Uвых= 0. Так как коэффициент усиления ОУ сотни тысяч, то выход компаратора переключается на противоположное значение.

На рисунке 2.18 приведены временные диаграммы входных и выходного напряжений компаратора, которые иллюстрируют его работу.

2.7.2 Триггер Шмидта

Триггер Шмидта имеет два состояния устойчивого равновесия и преобразует аналоговый сигнал в импульсный. На рисунке 2.19,а приведена принципиальная схема триггера, на рисунке 2.19,б– его передаточная характеристика.

Резисторы и создают положительную обратную связь, которая обеспечивает лавинообразное переключение выхода триггера из положительного в отрицательное и наоборот. Пороговые напряжения (см. рисунок 2.19,б), при которых происходит переключение триггера, определяются как

Из рисунка 2.20 видно, что при Uвх = 0, на выходе , так как на неинвертирующем входе Uвх+ Uоп>0. Когда Uвх возрастет до , равное смещению Uвх+, триггер переключается в . За счет положительной обратной связи , теперь смещение на Uвх+ станет равным . Когда Uвх уменьшится до , произойдет обратное переключение триггера в и т.д.

Так как пороговое напряжение меняется от одного значения к другому скачком, триггер является управляемым компаратором.