Усилитель разности напряжения
Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Усилитель разности напряжения





Это усилитель, в котором выходное напряжение пропорционально разности входных сигналов Uвх2 и Uвх1 (рис.6). ). Его условное обозначение и принципиальная схема на ОУ приведены на рис. .:

Установим связь между выходным и входными сигналами этой схемы. Для узла «а» по первому закону Кирхгоффа можно записать, что

Iвх = Iос + Iоу

Если считать, что ОУ идеальный т.е. Iоу=0 и U+вх=Uвх = Uвх+ = Uвх2 R2/(R1+R2) , то записав токи по закону Ома (Iвх= (Uвх1- Uвх)/R1 а Iос= (Uвх - Uвых)/R2) получим выражение связывающее выходное и входное напряжения примет вид

Uвых=R2/R1(Uвх2-Uвх1).

Идеальный разностный усилитель при подаче на оба входа одинаковых напряжений, т.е. Uвх1 = Uвх2 , имеет на выходе напряжение равное нулю. Такие входные напряжения называются синфазными Ucc. В общем случае синфазный сигнал представляет собой среднее значение двух входных напряжений, т.е. Ucc= (Uвх1 + Uвх2)/2. Если Uвх1=-Uвх2, то Ucc= 0.

Разность двух входных напряжений называется дифференциальным сигналом Uдс=Uвх2-Uвх1. Поскольку усилитель разности усиливает только разностный (дифференциальный) сигнал, то такой усилитель часто называют дифференциальным усилителем.

9.6.6. Дифференцирующий усилитель

Дифференцирующий усилитель, это устройство, в котором входное и выходное напряжение связано соотношением (рис. )

Uвых=KdUвх/dt . (7)

Простейшие дифференцирующие цепи (например RC - цепь) выполняют эту операцию со значительными погрешностями, причем с повышением точности дифференцирования существенно уменьшается уровень выходного сигнала.

Схема дифференцирующего усилителя на ОУ приведена на рис.7. Установим связь между выходным и входным напряжениями этой схемы. Для узла «а» по первому закону Кирхгоффа можно записать, что



Iвх = Iос + Iоу

Если считать, что ОУ идеальный, т.е. Iоу=0 и U+вх=Uвх = 0, то записав токи по закону Ома (Iвх= Iс = Сd(Uвх- Uвх)/dt, а Iос= (Uвх - Uвых)/R2) получим выражение связывающее выходное и входное напряжения

Uвых=-RосCdUвх/dt , (8)

где RосС= t - постоянная времени дифференцирующего усилителя.

Коэффициент передачи дифференцирующего усилителя определяется выражением

К(jw) = Uвых/ Uвх = jwt =K(w)e jj(w) , (9)

где K(w) = wt - амплитудно-частотная характеристика (АЧХ); j(w) = p/2 - фазово- частотная характеристика (ФЧХ) коэффициента передачи.

9.6.7. Интегрирующий усилитель

Это устройство, в котором входное и выходное напряжение связано соотношением

.

Простейшим интегрирующим цепям (например RC - цепям) аналогичны недостатки предыдущего устройства.

Схема интегрирующего усилителя на ОУ приведена на рис.8. Установим связь между выходным и входным напряжениями этой схемы. Для узла «а» по первому закону Кирхгоффа можно записать, что

Iвх = Iос + Iоу

Если считать, что ОУ идеальный, т.е. Iоу=0 и U+вх=Uвх = 0, то, записав токи по закону Ома (Iвх=(Uвх -Uвх)/R2, а Iос= Iс = Сd(Uвх - Uвых)/dt) получим выражение связывающее выходное и входное напряжения

,

где RС= t - постоянная времени интегрирующего усилителя.

Коэффициент передачи интегрирующего усилителя определяется выражением

К(jw) = Uвых/ Uвх = (jwt)-1 =K(w) e jj(w),

где K(w) =( wt )-1 - амплитудно-частотная характеристика (АЧХ); j(w) =- p/2 - фазово-частотная характеристика (ФЧХ) коэффициента передачи интегрирующего усилителя.

Усилитель сигнала резистивного датчика

Резистивным датчиком называют измерительный преобразователь, сопротивление, которого зависит от измеряемой физической величины. Сопротивление измерительного преобразователя состоит из дву составляющих

R0 – номинальное сопротивление резистивного датчика, когда измеряемая величина H=0;

∆R=SH, где S – чувствительность датчика к измеряемой величине.

Для преобразования сопротивления резистивного датчика в напряжение применяют полумостовая схема преобразования (рис.9. ).

Установим связь

Для узла «а» по первому закону Кирхгоффа можно записать, что

I1 +I2 = Iос + Iоу

Если считать, что ОУ идеальным, т.е. Iоу=0 и U+вх=Uвх = 0, то, записав токи по закону Ома (I1= (Е+п - Uвх)/(R0 – ΔR), I2= (Еп -Uвх)/R0, а Iос= (Uвх - Uвых)/R) получим

Считая |Е+п |= |Еп|=Еп , получаем









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.