рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Дифференциальное включение операционного усилителя

Дифференциальное включение операционного усилителя - раздел Связь, Применение операционных усилителей   В Измерительной Технике Достаточно Часто Источник Сигнала Име...

 

В измерительной технике достаточно часто источник сигнала имеет симметричный выход, т.е. ни один из выходных зажимов не имеет общей точки с землей. Примером такого источника с симметричным выходом может быть четырехплечий мост, который применяется для преобразования изменения сопротивления резисторов в электрический выходной сигнал (рисунок 7.4,а).

 

Рисунок 7.4 - Четырехплечий измерительный мост (а); дифференциальное включение операционного усилителя (b)

 

Напряжение на выходе моста зависит от сопротивления резисторов

 

(7.19)

 

для его усиления используется дифференциальный каскад (рисунок 7.4,b).

 

Функцию преобразования можно получить из следующих выражений:

 

, (7.20)

 

, (7.21)

 

, 7.22)

 

, (7.23)

 

, (7.24)

 

. (725)

 

При реализации дифференциального усилителя постоянного тока с предельно возможной точностью выполняют равенства

 

, , (7.26)

 

тогда

 

. (7.27)

 

 

7.4 Преобразователь напряжение -ток

 

Преобразователи напряжения в ток (U/I) нашли широкое применение при передаче информации в аналоговом виде на значительные расстояния. Большинство измерительных устройств, применяемых при автоматизации нефтяной промышленности, имеют токовый выход. Преобразователи U/I являются практически идеальными источниками тока. Значение тока, несущего информацию о некоторой физической величине (давление, температура, уровень), не зависит от сопротивления линии связи (в некоторых пределах), что позволяет исключить ее влияние.

Один из вариантов преобразователя построен на основе инвертирующей схемы, где взамен резистора включена нагрузка (рисунок 7.5).

 

Рисунок 7.5 - Инвертирующий преобразователь напряжение – ток

 

Функцию преобразования легко получить из следующих выражений

 

. (7.28)

 

В этой схеме реализована отрицательная обратная связь по току, это обстоятельство обеспечивает большое выходное сопротивление преобразователя

 

. (7.29)

 

Поэтому изменение сопротивления нагрузки в широких пределах не влияет на значения тока . Однако, возможное изменение сопротивления нагрузки не беспредельное. Следует учесть, что ток в нагрузке поддерживается за счет напряжения , которое не может быть больше, чем . Отсюда следует, что максимальное сопротивление, которое можно включить в нагрузку без изменения функции преобразования равно

 

. (7.30)

 

Недостаток этой схемы – малое входное сопротивление , который устраняется в схеме преобразователя, построенного на основе неинвертирующего включения ОУ (рисунок 7.6).

 

Рисунок 7.6 - Неинвертирующий преобразователь напряжение – ток

 

В этой схеме введена последовательная отрицательная обратная связь по току, что и обеспечивает большое входное сопротивление. Преобразователь имеет потенциальный вход и не нагружает источник сигнала, который может иметь большое входное сопротивление.

Функцию преобразования можно получить из следующих уравнений

 

, (7.31)

 

. (7.32)

 

Достаточно часто требуется обеспечить передачу большого тока на значительное расстояние, для этого можно применить более мощный ОУ или добавить умощняющий транзистор (рисунок 7.7).

Рисунок 7.7 - Преобразователь напряжение – ток

с умощняющим транзистором

 

В этой схеме , но ток больше тока нагрузки на ток базы, который может быть не стабильным. Для исключения этого эффекта биполярный транзистор заменяют полевым транзистором с изолированным каналом. У него токи стока и истока всегда одинаковы.

 

7.5. Преобразователь ток – напряжение

 

При измерении тока важно, чтобы входное сопротивление прибора, включаемого в цепь было близким к нулю и не влияло на режим работы цепи. Таким свойством обладает преобразователь ток – напряжение (рисунок 7.8). Преобразователь имеет токовый вход и потенциальный выход. Этот вывод можно сделать, определив вид, способ введения и способ снятия обратной связи.

Рисунок 7.8 - Преобразователь ток – напряжение

 

В преобразователе реализована отрицательная обратная связь по напряжению с параллельным способом введения.

Ток , втекающий в точку a равен току. Ток , проходящий через резистор , равен нулю, т.к. напряжение , приложенное к резистору, равно нулю. Ток равен току , а ток =0 из условия идеальности ОУ.

Выходное напряжение равно

 

. .33)

 

Входное сопротивление преобразователя определяется как входное сопротивление усилителя с параллельным введением ООС

 

. (7.34)

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Применение операционных усилителей

На сайте allrefs.net читайте: Применение операционных усилителей.

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Дифференциальное включение операционного усилителя

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Применение операционных усилителей
Операционный усилитель без обратных связей практически не применяется. Многообразие видов обратных связей, а также способов их подключения позволяет синтезировать множество электронных схем. Можно

Инвертирующее включение операционного усилителя
  Инвертирующее включение операционного усилителя (рисунок 7.1) одно из самых распространенных. Оно используется в усилителях постоянного тока, в усилителях с емкостной связью, в инте

Неинвертирующее включение операционного усилителя
В этой схеме (рисунок 7.3), используется отрицательная обратная связь по напряжению и реализован последовательный способ ее введения. В отличие от инвертирующего включения, эта схема будет иметь бо

Повторители
Повторителем называется устройство, напряжение на выходе которого повторяет входное напряжение. Они используются как согласующие усилители. Существуют два вида повторителей: инвертирующий и неинвер

Сумматоры
  Сумматоры применяются для выполнения математической операции алгебраического суммирования аналоговых сигналов (обычно, напряжений). Существует три вида сумматоров: сумматор инвертир

Интегратор
  Интегратор выполняет математическую операцию интегрирования и применяется в аналого-цифровых преобразователях, в генераторах линейно изменяющихся напряжений, а также для подавления

Дифференциатор
  Операция дифференцирования также достаточно широко используется, особенно при преобразовании импульсных сигналов. Схему дифференциатора (рисунок 7.15) можно получить, поменяв местам

Логарифмирующий усилитель
  Часто, для того чтобы увеличить динамический диапазон входного сигнала, используют нелинейное преобразование. Логарифмическую функцию преобразования можно получить, включив в обратн

Выпрямители
  Во многих устройствах обработки аналоговых сигналов необходимо выделение составляющей одной полярности или преобразование переменного напряжения в однополярное. Выпрямители на пасси

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги