Лекция
Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про операционные усилители - задачи, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое операционные усилители - задачи , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Электроника, Микроэлектроника , Элементная база.
Общая последовательность решения задач с операционными усилителями в схемотехнике может включать следующие шаги:
1. Анализ задачи: Понимание требований и условий задачи, определение входных и выходных параметров, а также заданных ограничений.
2.Определение конфигурации усилителя: Выбор подходящей конфигурации операционного усилителя в соответствии с требованиями задачи (например, инвертирующий усилитель, неинвертирующий усилитель, разностный усилитель и т.д.).
3.Анализ усилителя: Определение передаточных характеристик усилителя, таких как коэффициент усиления, полоса пропускания, входное и выходное сопротивление и т.д. Это позволяет выбрать подходящий усилитель для решения задачи.
4.Расчет компонентов: Расчет значений резисторов, конденсаторов и других элементов схемы усилителя, необходимых для достижения требуемых параметров. Это может включать расчет коэффициента усиления, полосы пропускания, времени реакции и других параметров.
5.Выбор элементов: Выбор конкретных элементов, таких как резисторы, конденсаторы и их значения, с учетом доступных на рынке компонентов и требований задачи.
6.Симуляция и моделирование: Использование программного обеспечения для симуляции и моделирования работы усилителя с целью проверки его характеристик и поведения. Это позволяет убедиться, что решение соответствует требованиям задачи.
7.Сборка и тестирование: Сборка физической схемы на плате или внедрение в систему. После этого проводится тестирование работы усилителя на соответствие требованиям задачи и корректировка при необходимости.
8.Оптимизация и настройка: При необходимости производится оптимизация работы усилителя и его настройка для достижения оптимальных результатов.
Каждая задача может иметь свои особенности и специфические требования, поэтому последовательность действий может варьироваться в зависимости от конкретной ситуации. Однако, эти шаги представляют общий подход к решению задач с операционными усилителями в схемотехнике.
Операционные усилители представляют собой электронные устройства, способные усиливать и обрабатывать аналоговые сигналы.
ОУ имеют два входа - инвертирующий (-) и неинвертирующий (+) входы, и выходной (+) контакт. Они работают на основе принципа обратной связи, что позволяет им обеспечивать высокую степень усиления и точность воспроизведения сигналов.
Операционные усилители могут выполнять различные функции, такие как усиление сигналов, суммирование сигналов, фильтрация, сравнение, интеграция и дифференцирование. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Они широко используются в различных областях, включая аудио- и видеоусилители, аналоговые и цифровые фильтры, источники питания, сенсорные системы, медицинскую технику и многое другое.
При работе с операционными усилителями важно учитывать их параметры и особенности. Некоторые из них включают коэффициент усиления, полосу пропускания, входное и выходное сопротивление, смещение входных напряжений и другие характеристики. Правильный выбор и настройка операционных усилителей позволяет достичь требуемых результатов в схемотехнике.
Операционные усилители могут быть использованы как самостоятельные компоненты или встроены в микросхемы и интегральные схемы. Они предоставляют инженерам и разработчикам мощный инструмент для проектирования и создания сложных электронных систем.
В современных технологиях доступны различные модели и типы операционных усилителей с различными характеристиками и функциональностью. При выборе и использовании операционных усилителей важно учитывать требования и особенности конкретной задачи, чтобы достичь оптимальных результатов и эффективного использования этих устройств.
1. Определите напряжение на выходе сумматора рис : если
U1 = U2 = U3 = 1В, R1 = 1 кОм, R2 = 2 кОм, R3 = 4 кОм, R4 = 12 кОм
Рис
Решение:
Uвых = - (Кос1U1+ Кос2U2+ Кос3U3) Кос = - R4/ Ri
Uвых = - (12U1+ 6U2+3U3) = - 1•21= - 21 В
2. Чему равно выходное напряжение инвертирующего усилителя рис 3, если
R1 = 500 Ом, R2 = 5000 Ом, Uвх = 0.2 В
Решение:
Кос = - R2/ R1 = 10
Uвых = Uвх• Кос = 2 В
3. Неинвертирующий усилитель на основе ОУ, работает от источника с напряжением Uвх =150 мВ.
Сопротивление резисторов R1=20 кОм, R2=200 кОм.
Определить выходное напряжение усилителя Uвых и коэффициент усиления КU.
Решение:
КU = 1 + R2/ R1 = 11
Uвых = Uвх• Кос = 1,650 В
4. Расчет инвертирующего усилителя.
Дано: Uвх = 80 мВ, Uвых = 4 В, Rн = 10 кОм, ОУ типа 14ОУД7
МВ=√2 – коэффициент частотных искажений в области верхних частот. Рассчитать значения R1, Rос, R2 в инвертирующем усилителе.
Решение:
Определение сопротивления резисторов.
Начертим схему усилителя
Определим коэффициент усиления усилителя
Kос = (Uвых/Uвх) = 4•103/80 = 50
Находим Rос из соотношения
Rос>=10•Rн = 10•10 = 100 кОм
Определяем R1:
R1= Rос/ Kос = 100/50 = 2 кОм
Рассчитаем значение R2. Этот резистор устанавливают в усилителе для выравнивания входных токов.
R2= R1Rос / ( R1+ Rос) = (2•100/102) ~ 2 кОм
5. Расчет сумматора на ОУ.
Дано:
Ег1 = - 2 В, Ег2 =3 В, Ег3 = 1 В, Rг1 = 0,5 кОм, Rг2 = 0, Rг3 = 1 кОм.
Коэффициенты усиления по входам:
Кос1 = 5, Кос2 = 2, Кос3 = 10, Rн = 2 кОм. ОУ типа 153УД1.
Рассчитать значения сопротивлений в сумматоре и определить Uвых
Решение:
Выбираем Rос >= 10•Rн, Rос = 10•2 = 20 кОм
Из выражений для коэффициентов усилений в сумматоре:
Кос1 = Rос/(R1 + Rг1) = 5
Кос2 = Rос/(R2 + Rг2) = 2
Кос3 = Rос/(R3 + Rг3) = 10
Находим
R1 = 3,5 кОм, R2 =10 кОм, R3 =1 кОм
Определяем Rн, необходимый для выравнивания входных токов
Rн = Rос/(R1 + Rг1)/R2/(R3 + Rг3) = 1,3 кОм
Находим выходное напряжение сумматора:
Uвых = Ег1• Кос1 + Ег2•Кос2 + Ег3• Кос3 = 10 – 6 – 10 = - 6 В
Определяем ток выходной цепи:
Iвых = Iос + Iн = Uвых/Rос + Uвых/Rн = 3,3 мА
Это значение Iвых не превышает величину выходного тока ОУ типа 153УД1, равное 20 мА.
6. Построить ЛАЧХ усилителя, определить коэффициент усиления, fн и fв , если
R1 = 20 кОм, R2 = 10 кОм, R3 = 100 кОм К = 200000, fед = 3 МГц С1=0.7 мкФ
Решение: операционный усилитель
Кдб = 20 lgК = 20•5,3 = 106 дБ
lgfед = 6,5 дек
Входная цепь:
τ1 = R1• С1 = 20000•0,7•10-6 = 0,014 с
Частота точки излома ЛАЧХ входной цепи:
f1 = 1/2πТ1 = 11,4 Гц lgf1 = lg11,4 = 1,06 дек
Звено обратной связи:
20lg βос = 20 lg0,09 = - 20,8 дБ
Так как в усилителе используется «глубокая» отрицательная обратная связь, то Кос = 1/β = 11
построение ЛАЧХ:
Онлайн демонстрация и симуляция работы Инвертирующий усилитель на операционном усилителе:
Открыть на весь экран Инвертирующий усилитель на операционном усилителе
Статью про операционные усилители - задачи я написал специально для тебя. Если ты хотел бы внести свой вклад в развитие теории и практики, ты можешь написать коммент или статью отправив на мою почту в разделе контакты. Этим ты поможешь другим читателям, ведь ты хочешь это сделать? Надеюсь, что теперь ты понял что такое операционные усилители - задачи и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Электроника, Микроэлектроника , Элементная база
Из статьи мы узнали кратко, но содержательно про операционные усилители - задачи
Комментарии
Оставить комментарий
Электроника, Микроэлектроника , Элементная база
Термины: Электроника, Микроэлектроника , Элементная база