Дифференцирующий усилитель

Рис.1.9. Дифференцирующий усилитель

Дифференцирующий усилитель (не путать с дифференциальным) получается из инвертирующего усилителя при включении вместо резистора R1 конденсатора, что показано на рис. 1.9. Точка A имеет квазинулевой потенциал, следовательно, входное напряжение равно напряжению на конденсаторе С. Ток, протекающий по конденсатору,

(1.7)

 

Анализ работы схем на основе ОУ

Задание

На рис.2.1-2.20 приведены схемы устройств, включающие узлы на основе ОУ, с использованием следующих условных обозначений:

-К - инвертирующий усилитель;

К - неинвертирующий усилитель;

К-К - дифференциальный усилитель;

Σ - суммирующий усилитель;

1 - повторитель напряжения;

- дифференцирующий усилитель;

- интегрирующий усилитель.

 

 

 

На рис.2.21 и 2.22 приведены параметры пилообразного и прямоугольного сигналов, используемых при анализе работы схем.

 

 

 

Таблица 2.1

 

№	u11	u12	№	u11	u12
		Пилообразное (рис.2.21, параметры Um2, T)			Пилообразное (рис.2.21, параметры Um2, T)
		Прямоугольное (рис.2.22, параметры Um2, T)			Прямоугольное (рис.2.22, параметры Um2, T)

 

Таблица 2.2

 

№	-К	К	К-К	Кå1	Кå2	КД	КИ
		1,5
			1,5
	0,5					1,5	1,5
				0,5	0,5

 

Таблица 2.2 (продолжение)

 

№	Um1	f	j1	Um2	j2	T	Im	a	-a	u(0)
В	Гц	градус	В	градус	с	mA	с-1	с-1	В
						0,1
						0,05
	1,4					0,03	1,5
	1,2			1,5		0,02				1,2
	1,5					0,01

 

Варианты индивидуальных заданий

 

№	код	№	код	№	код
	01-03-1		01-03-4		01-03-2
	02-06-2		02-06-5		02-06-3
	03-03-3		03-03-1		03-03-4
	04-08-4		04-08-2		04-08-5
	05-08-5		05-08-3		05-08-1
	06-09-2		06-09-4		06-09-3
	07-03-3		07-03-5		07-03-4
	08-10-4		08-10-1		08-10-5
	09-08-5		09-08-2		09-08-1
	10-05-1		10-05-3		10-05-2
	11-09-3		11-09-4		11-09-5
	12-08-4		12-08-5		12-08-2
	13-07-1		13-07-2		13-07-3
	14-09-2		14-09-1		14-09-4
	15-03-3		15-03-5		15-03-2
	16-10-4		16-10-1		16-10-2
	17-04-5		17-04-2		17-04-3
	18-09-1		18-09-3		18-09-4
	19-01-2		19-01-4		19-01-5
	20-08-3		20-08-5		20-08-1

 

Каждый вариант закодирован с помощью пяти цифр. Первые две цифры обозначают номер схемы, вторая пара цифр определяет тип входных напряжений из таблицы 2.1, а последняя цифра вариант набора параметров входных напряжений и узлов из табл. 2.2. Например, 04-02-5 означает: схема 4 (т. е. рис. 2.4), вариант 2 из таблицы 2.1 и вариант 5 из таблицы 2.2. Первый индекс «1» в обозначении входных напряжений (u₁₁ и u₁₂) обозначает «вход».

В таблице 2.2 использованы следующие обозначения:

-К – коэффициент передачи инвертирующего усилителя;

К - коэффициент передачи неинвертирующего усилителя;

К-К - коэффициент передачи дифференциального усилителя (одинаков по обоим входам);

К_Σ1, К_Σ2 - коэффициенты передачи суммирующего усилителя;

K_Д - коэффициент передачи дифференцирующего усилителя по основной гармонике входного напряжения;

К_И - коэффициент передачи интегрирующего усилителя по основной гармонике входного напряжения;

Um1, Um2 - амплитудные значения входных напряжений;

ƒ - частота синусоидального напряжения;

φ1, φ2 -начальные фазы входных напряжений;

Т - период входного напряжения пилообразной и прямоугольной форм;

I_m амплитудное значение тока входного источника тока;

а, -а - коэффициенты в показателе степени экспоненциального входного напряжения;

u(0) - начальное значение напряжения при интегрировании (начальное условие).

 

Значения коэффициентов передачи даны по модулю.

 

Необходимо выполнить следующие пункты.

 

1. Составить принципиальную схему с использованием схем, приведенных в теоретическом разделе. Можно предварительно начертить структурную схему заданного устройства.

2. Согласно заданному варианту выбрать параметры входных сигналов и элементов узлов, а затем определить значения сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов.

3. Определить выходные напряжения u_2i каждого i -го узла (цифра «2» обозначает «выход») согласно выполняемой узлом операции.

4. Начертить графики (зависимости от времени) выходных напряжений каждого узла.