 |
 |
 |
 |
5.49. Мостовой генератор Вина (рис. 35.49). Эта схема охвачена как отрицательной, так и положительной обратной связью. Для генерации колебаний суммарная обратная связь должна быть положительной с нулевым фазовым сдвигом. Отсюда условие генерации имеет вид RIR > {R1/R2) + (CJC), а частота генерации определяется выражением /„ = 1/2л {RiRiCiCy/. Если отношение RJRi выбрать таким, чтобы оно лишь слегка превышало требуемое из условия генерации, то можно получить практически неискаженные синусоидальные колебания.
5.50. Оптоэлектронный датчик (рис. 35.50). Это простая светочувствительная схема, состоящая из фотодиода и схемы преобразователя ток-напряжение на ОУ. Фототок, вырабатываемый фотодиодом, - линейная функция интенсивности света, поэтому результирующее выходное напряжение этой схемы также является линейной функцией интенсивности света. Напряжение смещения на фотодиоде можно было бы установить равным нулю, однако использование обратного напряжения смещения на фотодиоде имеет преимущество, заключающееся в уменьшении емкости рп-перехода, вследствие чего сокращается временная задержка схемы.
5.51. Схема для оценки коэффициента ослабления нестабильности источника питания {КОНИП) (рис. 35.54). Конденсатор развязки Сс использован для блокировки выходного напряжения, которое является следствием постоянного напряжения смещения ОУ. В результате этого измеряется только выходное переменное напряжение, обусловленное флуктуациями напряжения источника питания.
5.52. Схема для определения коэффициента усиления без обратной связи (рис. 35.55).Несмотря на то что измеряется именно коэффициент усиления ОУ без обратной связи, схема тем ие менее функционирует как система с замкнутой обратной связью. Это необходимо, чтобы ОУ не попал в насыщение из-за влияния входного напряжения смещения Vqs-
5.53. Оценка эквивалентного напряжения входного шума (рис 35,56). Этот ОУ работает с высоким коэффициентом усиления с обратной связью, чтобы повысить напряжение входного шума и облегчить измерения,
5.54. Синфазное входное сопротивление (рис. 35,57), Это простая схема повторителя напряжения, иллюстрирующая влияние синфазного входного омического сопротивления и входной емкости на общую работу схемы, и может быть использована для измерения этих двух параметров.
5.56. Коэффициент усиления синфазного сигнала (рис, 35.59). сли ОУ имеет ненулевой коэффициент усиления синфазного сигнала или если отношения сопротивлений не абсолютно равны, о схема не будет работать как идеальный вычитающий усилитель оудет реагировать на синфазное входное напряжение.
5.20. Активные фильтры
Одним из важнейших применений ОУ являются активные фильтры.
в этом разделе рассмотрены активные фильтры нижних и верхних частот, полосовые и режекторные активные фильтры и приведены формулы для их расчета
Идеальный частотный селективный фильтр- это устройство или система, имеющая передаточную характеристику между входом и выходом, которая постоянна в определенной частотной полосе пропускания, а в полосе подавления обеспечивается выходной нулевой сигнал. На рис. 5.41 показаны передаточные характеристики идеальных и реальных полосового и режекторного фильтров, фильтров верхних и нижних частот.
В пассивных фильтрах используются только пассивные компоненты: резисторы, конденсаторы и индуктивности. Схема активного фильтра содержи г одно или более активных устройств, обычно ОУ. Ниже перечислены положительные свойства активного фильтра по сравнению с пассивным фильтром.
1. Коэффициент усиления. В активном фильтре максимум передаточной характеристики может быть больше единицы.
2. Минимальное влияние нагрузки. Передаточная характеристика активного фильтра практически не зависит от нагрузки, на которую работает фильтр, и источника, управляющего фильтром.
3. Безындуктивные фильтры. Для построения активного фильтра необходимы только резисторы и конденсаторы и не требуются индуктивности. Это свойство наиболее важно при работе на относительно низких частотах (<10 Гц), так как в противном случае потребовались бы большие индуктивности.
5.20.1. Анализ обобщенной схемы двухполюсного активного фильтра. Рассмотрим схему на рис. 5.42. Если предположить, что ОУ - идеальный, с бесконечным коэффициентом усиления без обратной связи, то выходное напряжение будет равно напряжению в узле В, т. е. Vq - Ув- Уравнение узловых потенциалов для узла А имеет вид ViKj + УоУ» + УоУ = У а {У + + + Уз), а для узла В можно записать: УлУг = Уо (2 + 4)-Решая последнее уравнение относительно У а, получим У а ~ - Уо 02 + 4)/2- Подставляя этот результат в уравнение узла А, имеем
l.i + Vo {Уг + V3) = У о {У 2 + У.) {У. А-У 2 + Уз)1У2. (5.87) Умножая обе части уравнения на Уа, получим
ViYyY2 + Vo{Yl-\- У2Уз) =
= Vo {YvY2 + Yl -f УгКз + У,У4 + У2У4 + Y,Y,), (5.88)
Полос« пропускания
1-Идеальная харсиктрыешит
Полоса подавлений
Идеальная характеристика
Полоса подавления
олоса пращ/еняния
/ V \ --Идеальная
И характеристика
j Полоса про-\
Полоса подавления / "у<:«в«ия \ Полоса пода1ления
них •Ристики частотных селективных фильтров: а - фильтр ниж-
частот, б - филыр верхних частот; в - полосовой; г - режекторный.
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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 [ 118 ] 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193