Масштабный усилитель на базе ОУ

Назначение этого усилителя – изменение масштаба электрической величины посредством умножения входного сигнала на некоторый постоянный коэффициент.

Если положить в схеме на рис. 3.6 R ₂= R ₃=∞ (усилитель с одним входом), то получим схему, показанную на рис. 3.7, для которой уравнение (3.3) принимает вид:

 

 

что соответствует назначению усилителя.

 

Рисунок 3.7 – Масштабный усилитель на базе ОУ

 

Уровень выходного напряжения (масштаб) устанавливается соотношением сопротивлении R _ОС и R ₁весового коэффициента ; U _вых= МU _вх.

 

Аналоговые устройства обработки сигналов ОУ(Сумматоры, дифференциаторы,интеграторы.)

Аналоговая обработка сигналов — любая обработка, производящаяся над аналоговыми сигналами аналоговыми средствами. В более узком смысле — математическийалгоритм, обрабатывающий сигнал, представленный аналоговой электроникой, в котором математические значения представлены непрерывными физическими величинами, например, напряжением, электрическим током или электрическим зарядом. Небольшая ошибка или шум в сигнале будет представлен в результирующей ошибке обработанного сигнала.

Первыми электронными приборами для обработки аналоговых сигналов были электронные лампы, затем их сменили транзисторы. Сегодня одним из основных элементов для аналоговой обработки сигнала является операционный усилитель (ОУ).

Способы аналоговой обработки сигналов

Аналоговая обработка сигнала включает в себя все базовые математические операции:

§ сложение сигналов

§ вычитание сигналов

§ умножение сигналов

§ деление сигналов

Также аналоговая обработка позволяет выполнять и более сложные операции, такие как:

§ интегрирование

§ дифференцирование

§ фильтрация

 

Дифференциальный усилитель (вычитатель)

Данная схема предназначена для получения разности двух напряжений, при этом каждое из них предварительно умножается на некоторую константу (константы определяются резисторами).

§ Входное сопротивление (между входными выводами) равно Z_in = R₁ + R₂

В случае, когда R₁ = R₂ и R_f = R_g, имеем:

Интегратор

Интегрирует (инвертированный) входной сигнал по времени.

где V_in и V_out — функции времени, V_initial — выходное напряжение интегратора в момент времени t = 0.

§ Данный четырехполюсник можно также рассматривать как фильтр нижних частот.

 

Дифференциатор

Дифференцирует (инвертированный) входной сигнал по времени.

где V_in и V_out — функции времени.

§ Данный четырехполюсник можно также рассматривать как фильтр высоких частот.