Неинвертирующий активный базовый элемент на базе оу

Проведем анализ передаточной характеристики и переходного процесса НЕинвертирующего базового элемента аналоговой обработки сигнала на базе ОУ. На рис.П.2 приведена функциональная схема такого элемента.

Уравнения Кирхгофа для токов в элементах и :

; (П.24а)

, (П.24б)

где – передаточная функция операционного усилителя.

Рис.П.2 Неинвертирующий активный базовый элемент аналоговойобработки сигнала

Из (П.24а) определяем:

. (П.25)

Подставляем (П.25) в (П.24б) и запишем уравнение (П.24б) в виде:

, (П.26)

где – коэффициент обратной связи с выхода операционного усилителя на его вход.

Из (П.26) определяется передаточная функция неинвертирующего элемента аналоговой обработки сигнала:

. (П.27)

После подстановки в (П.27) выражения для передаточной функции операционного усилителя и соответствующих преобразований при условии имеем:

. (П.28)

Различие выражений (П.28) и (П.22) – только в величине и знаке коэффициента перед передаточной функцией , такой же, как у простейшей интегрирующей RC цепочки. Скорость отклика во времени неинвертирующего активного базового элемента, очевидно, такая же, как у инвертирующего и определяется выражением (П.23).

Инвертирующий arc интегратор

Функциональная схема простейшего инвертирующего ARC интегратора приведена на рис.6.П.

Рис.П.3 Простейший ARC интегратор

Для ARC интегратора: ; (П.29а)

. (П.29б)

Передаточная функция ARC интегратора с учетом (П.21б), (П.29а) и (П.29б):

(П.30)

Внешние по отношению к ОУ в активном интеграторе определяют характеристическую частоту , которая, очевидно, должна быть много меньше частоты единичного усиления ОУ, чтобы коэффициент усиления ОУ на частоте , определяющей частоту среза фильтра, был бы в той же мере много больше единицы с целью корректной работы активного интегратора.

Итак, должно быть , откуда следует, что , и выражение (П.30) можно упростить:

(П.31)

Модуль выражения (П.31) является произведением модулей обоих сомножителей, по-разному зависящие от частоты. В диапазоне частот от до модуль второго сомножителя очень слабо зависит от частоты, причем в диапазоне этой слабой зависимости модуль общей передаточной функции изменяется практически по гиперболе, как и в идеальном ARC интеграторе. Отсюда следует, что в области входных частот активный интегратор с реальным операционным усилителем работает практически так же, как и с идеальным.