 |
 |
 |
 |
. МИ ПО Нортону, как это показано выше, где
5В
1 кОм 1 кОм
- 10В 1 кОм
= - 4 мА + 6 мА + 5 мА 1 кОм
Кэкв -
= 250 Ом.
10 мА = - 3 мА (8.5) (8.6)
Поэтому напряжение на неинвертирующем входе V2 = 250 Ом (-3 мА) = - 0,75В
(8.7)
является средним значением входных напряжений. Можно заметить, что данный ОУ включен как повторитель напряжения, а это означает, что на его выходе будет то же напряжение, что и на входе, в данном случае -0,75 В. Можно было использовать уравнение (8.8) и получить тот же результат.
8.4. Операционный усилите.пь как интегратор
ОУ, показанный на фиг. 8.10, включен в режиме интегратора. Напряжение на его выходе представляет собой интеграл от напряжения входного сигнала со знаком минус при соответствующем выборе значений R и С. Работу такого интегратора
-)1-
-VWV-
Фиг. 8.10. ОУ, вршюченный как интегратор.
можно проанализировать следующим образом: предположим, что ОУ - идеальный, а инвертирующий вход и правый по схеме вывод резистора R находятся под потенциалом земли, поскольку неинвертирующий вход заземлен. Тогда приложенное к входу напряжение Уг выделяется на R, и ток через этот резистор равен
1г. R
(8.9)
Так как входное сопротивление ОУ очень велико, практически весь этот ток будет проходить через конденсатор С, изменяя
где знак минус отражает свойство данной схемы инвертировать фазу. При выборе таких значений R и С, чтобы их произведение равнялось 1, приведенное выше уравнение упрощается до следующего:
VBb,x=--Slr*. (8.12)
Пример 8.3
Изобразите результирующую форму выходного сигнала Увых на графике фиг. 8.11,6 для схемы фиг. 8.10, если в данной схеме /?= 1 МОм, С= 1 мкФ и Уг имеет форму, показанную на •фиг. 8.11, с. Предполагается, что ОУ идеальный, а конденсатор С первоначально разряжен.
Ответ. Скачок напряжения, приложенный к входу, можно рассматривать как постоянную величину начиная с момента времени t - 0,l с. Так как произведение RC равно 1, можно применить уравнение (8.12) и показать, что
VBKx = -5lr = - j8 = -8/-f Уо = -8/.
где Уо представляет собой начальное напряжение на конденсаторе, в данном случае равное 0. Таким образом, при подаче иа
напряжение на нем. Известно, что ток через конденсатор и напряжение на нем связаны следующими соотношениями:
ic = C. (8.10а)
Vc=--\icdt. (8.106)
Так как левый вывод конденсатора С на фиг. 8.10 потенциально заземлен, выходное напряже!ние Увых равно напряжению на конденсаторе, и уравнение (8.106) можно преобразовать следующим образом:
где / - ток, который должен проходить через конденсатор. Подставляя в это уравнение правую часть уравнения (8.9), получим
V =--i-f-d/
вых л R
. VEbix-S ТгЛ, (8.11)
ВХОД интегратора постоянного напряжения выходное напряжение является линейной функцией с отрицательным наклоном»
OJ 0.2 0.3 0,
0.Z 0.3
Фиг. 8.1 U
. Фиг. 8.12. Ответ к при- меру 8.3.
Т. е. выходное напряжение есть линейная функция времени и можно показать, что поскольку
1вых«) = - 8
Увых (0.1с) = -8 X 0,1 = -0,8В,
Увых (0.2с) = - 8 X 0.2 = - 1,6В
и т. д. Нанеся эти значения на график в координатах время-► напряжение, получим форму сигнала, показанную на фиг. 8.12.
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