Wzmacniacze operacyjne II, elektronika, stodia czyjeś


  1. Wstęp teoretyczny

Pod pojęciem wzmacniacz operacyjny rozumie się scalony układ analogowy zapewniający uniwersalne zastosowania profesjonalne. Wzmacniacz operacyjny jest to układ scalony, który spełnia następujące warunki:

Większość scalonych wzmacniaczy operacyjnych posiada dwa symetryczne wejścia:

0x01 graphic

Wzmacniacz operacyjny wzmacnia różnicę napięć, a więc realizuje funkcję U0=β(U+-U-).Idealny wzmacniacz operacyjny powinien spełniać właściwości idealnego źródła napięciowego sterowanego różnicą napięć. Zatem wzmacniacz taki powinien spełniać warunki:

Oczywiście, model taki jest modelem czysto teoretycznym, gdyż takie źródło mogłoby wydawać nieskończenie dużą moc, podobnie jak idealne autonomiczne źródło napięcia.

  1. Wzmacniacz odwracający fazę

Najbardziej popularnym układem jest wzmacniacz odwracający. Jego nazwa pochodzi od specyficznej cechy odwracania napięcia wyjściowego względem wejściowego, co inaczej oznacza przesunięcie fazy o 180°. We wzmacniaczu tym za pomocą rezystora Rf jest realizowane sprzężenie zwrotne z wyjścia do wejścia odwracającego. Ponieważ sygnał sprzężenia zwrotnego ma kierunek przeciwny do sygnału wejściowego, jest to tzw. sprzężenie zwrotne ujemne.

0x01 graphic

Wzmocnienie w funkcji częstotliwości (charakterystyka amplitudowo częstotliwościowa).

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Charakterystyka przejściowa dla R2=5 [kΩ], R1=1 [kΩ], ku=-5 [kΩ] (napięcie wyjściowe od wejściowego, układ +)

U1/wej [V]

1

2

2,2

3

4

5

9

U2/wyj [V]

4,2

9,2

10

10

10

10

10

Charakterystyka przejściowa dla R2=5 [kΩ], R1=1 [kΩ], ku=-5 [kΩ] (napięcie wyjściowe od wejściowego, układ -)

U1/wej [V]

1

2

2,6

4

5

9

U2/wyj [V]

4,2

9,2

11,5

11,5

11,5

11,5

Charakterystyka przejściowa dla R2=1 [kΩ], R1=1 [kΩ], ku=-1 [kΩ] (napięcie wyjściowe od wejściowego, układ +)

U1/wej [V]

1

3

5

7

9

10

12

U2/wyj [V]

0,5

2,5

4,5

6,5

8,5

8,5

8,5

Charakterystyka przejściowa dla R2=1 [kΩ], R1=1 [kΩ], ku=-1 [kΩ] (napięcie wyjściowe od wejściowego, układ -)

U1/wej [V]

1

2

3

4

5

9

U2/wyj [V]

0,9

1,9

2,9

3,9

4,9

8,8

  1. Wykres

0x01 graphic

Z wykresu wynika ze wzmocnienie do pewnego momentu jest funkcja liniową zgodnie ze wzorem ku=-R2/R1 ale po przekroczeniu pewnej wartości wykres ulega gwałtownemu przegięciu a wzrost wartości napięcia wejścia powoduje nawet spadek wartości napięcia wyjścia.

  1. Wzmacniacz nie odwracający fazy

0x01 graphic

Wzmocnienie w funkcji częstotliwości (charakterystyka amplitudowo częstotliwościowa).

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Charakterystyka przejściowa dla R2=1 [kΩ], R1=1 [kΩ], ku=2 [kΩ] (napięcie wyjściowe od wejściowego)

U1/wej [V]

2

3

4

5

5,2

9

U2/wyj [V]

3,8

5,6

7,7

9,7

11

11

Charakterystyka przejściowa dla R2=3 [kΩ], R1=1 [kΩ], ku=4 [kΩ] (napięcie wyjściowe od wejściowego)

U1/wej [V]

1

2

3

5

6

9

U2/wyj [V]

3,6

7,5

11,5

11,5

11,5

11,5

Charakterystyka przejściowa dla R2=0 [kΩ], R1=∝ [kΩ], ku=1 [kΩ] (napięcie wyjściowe od wejściowego)

U1/wej [V]

1

2

3

4

5

9

U2/wyj [V]

0,8

1,9

2,9

3,9

4,9

8,8

Szczególnym przypadkiem układu jest układ gdy R2=0, a R1=∝. W takim przypadku wzmocnienie równe jest 1, a rezystancja wejściowa równa jest rzędu megaomów (wtórnik napięciowy). Układ ten pełni rolę bloku dopasowującego lub separującego w sieciach elektronicznych.

  1. Komparator napięcia

Komparatorem napięcia nazywamy układ, który służy do porównywania wartości chwilowej napięcia doprowadzonego do jednego wejścia z wartością chwilową napięcia doprowadzonego do drugiego wejścia

    1. Układ całkujący

0x01 graphic

Im większa rezystancja tym mniejsza amplituda, zmieniając wartość rezystancji można regulować amplitudę na wyjściu.

    1. Przebiegi na wejściu i wyjściu

Dla sygnału prostokątnego na wejściu U1(t) otrzymujemy na wyjściu U2(t) wykres piło kształtny.

0x01 graphic

0x01 graphic

Dla sygnału piło kształtnego na wejściu U1(t) otrzymujemy na wyjściu U2(t) wykres sinusoidalny przesunięty w fazie.

0x01 graphic

0x01 graphic

Dla sygnału sinusoidalnego na wejściu U1(t) otrzymujemy na wyjściu U2(t) wykres sinusoidalny przesunięty i odwrócony względem sygnału wejściowego.

0x01 graphic

0x01 graphic

    1. Układ różniczkujący

0x01 graphic

    1. Przebieg na wejściu i wyjściu

Dla sygnału prostokątnego na wejściu U1(t) otrzymujemy na wyjściu U2(t) wykres w kształcie igły.

0x01 graphic

0x01 graphic

Dla sygnału piło kształtnego na wejściu U1(t) otrzymujemy na wyjściu U2(t) wykres w kształcie prostokątów.

0x01 graphic

0x01 graphic

Dla sygnału sinusoidalnego na wejściu U1(t) otrzymujemy na wyjściu U2(t) wykres sinusoidalny o zmienionej fazie.

0x01 graphic

0x01 graphic

2



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Wzmacniacz Operacujny, elektronika, stodia czyjeś
Wzmacniacze Operacyjne, elektronika, stodia czyjeś
Wzmacniacz Operacujny, elektronika, stodia czyjeś
Wzmacniacz operacyjny, sem 4, Elektronika I i II, Elektronika I, Elektronika I
Wzmacniacz operacyjny1, sem 4, Elektronika I i II, Elektronika I, Elektronika I
Wzmacniacz operacyjny, sem 4, Elektronika I i II, Elektronika I, Elektronika I
Wzmacniacz, elektronika, stodia czyjeś
Tranzystory Bipolarne, elektronika, stodia czyjeś
U, elektronika, stodia czyjeś
Laboratorium elektroniki i technik mikroprocesorowych, elektronika, stodia czyjeś
Oscyloskop elektroniczny, elektronika, stodia czyjeś
Wnioski Procesory, elektronika, stodia czyjeś
Badanie układów selektywnych 02, elektronika, stodia czyjeś
Tranzystory - elektronika, elektronika, stodia czyjeś
Tranzystor Polarny, elektronika, stodia czyjeś
Oscyloskop, elektronika, stodia czyjeś
Tranzystor Bipolarny, elektronika, stodia czyjeś
Obwody liniowe, elektronika, stodia czyjeś
Żródła napięcia i prądu stałego, elektronika, stodia czyjeś

więcej podobnych podstron