Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 [ 58 ] 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106


\ cot.c

0,1 0,2

0.3 OA

- / Наклон

Наклон

-ав/с

8 В/с

= -ff8dt=-8t0=-0,8B --f"-8dt=8t-0,8=0


i&oc =-f4slnut(fco = = -(-4cosioi) + 0=4cosct)t

Фиг. 8.13. Форма входных и выходных сигналов в схеме фиг. 8.10 при /?С=1.

о -входной сигнал прямоугольной формы дает на вы.чоде сигнал треугольной формы; б - линейно нарастающий сигнал приводит к появлению на выходе сигнала а виде нарабо.1ы; в-синусоидальному сигналу на входе соответствует косннусоидальный сигнал на выходе.



На фиг. 8.13 показана форма ряда других входных и выходных сигналов интегратора.

Как и в рассмотренных выше схемах, дрейф выходных параметров и напряжение сдвига на выходе интегратора можна уменьшить, включив между неинвертирующим входом ОУ и землей резистор соответствующей величины. В данном случае сопротивление этого резистора берется равным входному сопротивлению R.

8.5. Операционный усилитель как дифференциатор

ОУ можно включить так, что он будет работать как дифференциатор. Его выходное напряжение является по существу производной от формы входного напряжения. Типичная схема дифференциатора показана на фиг. 8.14, а. Правый по схеме вывод входного конденсатора С потенциально заземлен, и поэтому напряжение на нем равно входному напряжению Vr. Ток /, заряжающий и разряжающий конденсатор С, протекает только при изменении входного напряжения. За.менив в уравнении (8.10а). vc на Vr и ic на /, можно показать, что

1 = С. (8.13)

Поскольку входное сопротивление ОУ очень велико, любой входной ток / вынужден проходить через резистор обратной связи Roc- Однако левый по схеме вывод Roc потенциально заземлен, и поэтому падение напряжения на нем представляет собой выходное напряжение Увых- Тогда по закону Ома

Увых = /?0С/. (8-14>

Преобразовав и подставив это последнее уравнение в уравнение (8.13), получим

1вых г dV, Roc dt •

отсюда

Увых = -/?осС(У,). (8.15)

Таким образом, выходное напряжение Увых дифференциатора равно произведению производной от входного напряжения Уг по времени на Roc и С, взятому со знаком минус.

К сожалению, у схемы фиг. 8.14 имеется ряд недостатков практического характера. Поскольку отношение сопротивления обратной связи Roc к реактивному сопротивлению конденсатора



Хс с увеличением частоты возрастает, коэффициент усиления данной схемы с частотой также растет. Таким образом, схема будет усиливать наряду с сигналом и шумы высокой частоты,.


20 О

Ътносит. \ наклон

DcapaKmspucruKyS

больше б-дЬ/октаеа >

/ \ \ \

lOf fOOf tOf

Относит, частота

Фиг. 8.14. Схема (а) и типичные амплитудно-частотные характеристики (б>

дифференциатора.

имеющиеся в системе, в результате чего на выходе шумы могуг полностью перекрыть дифференцированный сигнал.

Другой проблемой, возникающей в этой основной схеме дифференциатора, является его склонность к потере устойчивости. В гл. 6 было показано, что при относительном наклоне более 6 дБ/октава амплитудно-частотных характеристик ОУ без ОС и с ней в точке их пересечения схема может быть неустойчива



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 [ 58 ] 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106