Аналоговые схемы, работающие на линейных участках амплитудных характеристик

 

Рис.8.4

Инвертирующий усилитель (рис.8.4) изменяет знак выходного сигнала относительно входного. На инвертирующий вход через резистор R1 подается U _вх и вводится параллельная отрицательная обратная связь по напряжению с помощью резистора R_о.с. _. Коэффициент усиления

к _U.и= .

Для уменьшения погрешностей от изменения входных токов делают симметричные входы, выбирая R ₂= R ₁ê ê R _о.с.

Рис.8.5

Неинвертирующий усилитель (рис.8.5) не изменяет знак выходного сигнала относительно входного и

к_U.н = .

Вычитатель-усилитель (рис.8.6) предназначен для усиления разностных сигналов. Если R ₁= R ₂ и R _о.с= R, то U_вых=(U_вх2-U_вх1) .

Рис.8.6

Сумматоры. Схемы инвертирующего и неинвертирующего сумматоров приведены на рис.8.7, 8.8. Для инвертирующего сумматора выходное напряжение определяется по формуле

.

При равенстве входных сопротивлений R ₁= R ₂= R

U_вых=- (U_вх.1+U_вх.2+...+U_вх.n) - для инвертирующего сумматора;

Рис.8.7

Рис.8.8

- для неинвертирующего сумматора.

В схеме сумматоров переменным параметром является сопротивление обратной связи R _о.с, которое и определяет коэффициент усиления. Формулы приведены для постоянных величин (числовой сумматор) U_вх.1, U_вх.2 и т.д. В работе исследуется также инвертирующий геометрический сумматор, для которого складываются мгновенные значения U_вх.1 и U_вх.2.

Рис.8.9

Интегратор, схема которого показана на рис.8.9, реализует операцию

,

где t = R₁C_о.с - постоянная времени.

Дифференциатор (рис.8.10) выполняет операцию

 

U_вых =- R _о.с C =-t .

Для интегратора и дифференциатора на инвертирующий вход подаются прямоугольные импульсы с выхода симметричного мультивибратора. На рис.8.11, а приведен электрический аналог и на рис.8.11, б временные диаграммы, поясняющие принцип дифференцирования и интегрирования в электрических и электронных цепях.

Рис.8.10

Рис.8.11

а)

б)

Рис.8.12

Рис.8.13

Линейные усилители представлены инвертирующим усилителем (рис.8.12), для которого U_вых =- и избирательным усилителем (рис.8.13) с частотно-зависимым двойным Т-образным мостом на базе резисторов R₁, R_2, R₃ и конденсаторов C_1, C₂, C₃, подключенным по схеме отрицательной обратной связи, для которого w₀ = . Мост выполняется симметричным, т.е. R ₁= R ₂= R, C ₁= C ₂= C и R ₃= . Если C₃=C₁+C₂=2C, тогда w₀= .

Рис.8.14