Сложение и вычитание аналоговых сигналов

Многовходовый сумматор–вычислитель, схема которого показана на рисунке, позволяет

получить выходной сигнал, пропорциональный линейной комбинации нескольких входных сигналов:

Эта схема представляет собой обобщение схемы усилителя с дифференциальным входом. Общее выражение для выходного напряжения схемы сложения-вычитания чересчур громоздко для данной лабораторной работы, поэтому мы лишь рассмотрим условия, необходимые для правильной работы этой схемы.

Эти условия сводятся к тому, чтобы сумма коэффициентов усиления инвертирующей части схемы была равна сумме коэффициентов усиления ее неинвертирующей части. То есть инвертирующий и неинвертирующий коэффициенты усиления должны быть сбалансированы.

Целью настоящей лабораторной работы является изучение суммирования и вычитания аналоговых сигналов, а также выработка навыков экспериментальной работы с ОУ.

Активный двухполупериодный выпрямитель

Выпрямителем называют статическое устройство, преобразующее напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока. Обычные диодные выпрямители, используемые в цепях питания электронной аппаратуры, не могут быть использованы для преобразования измеряемых сигналов низкого уровня из–за погрешностей, вносимых падением напряжения на открытом диоде и током утечки закрытого. Для уменьшения влияния этих факторов в активных выпрямителях на базе ОУ диоды помещают в прямую цепь преобразования,охваченную обратной связью.

Выпрямители среднего значения дают на выходе напряжение, постоянная составляющая

которого пропорциональна среднему значению выпрямленного входного напряжения. Работа подобных выпрямителей основана на том, что при одной полярности входное напряжение подается на выход с некоторым масштабным коэффициентом, а при другой выходное напряжение поддерживается равным нулю (однополупериодный выпрямитель) или равно инвертированному входному напряжению (двухполупериодный выпрямитель).

Использование ОУ в подобных выпрямителях обусловлено необходимостью уменьшения погрешностей преобразования, являющихся следствием неидеальности вольтамперной характеристики диодов.

Выпрямитель, схема которого приведена ниже (двухполупериодный выпрямитель), построен на основе инвертирующего усилителя, содержащего диод в цепи ОС.

При положительной полярности входного сигнала открыт диод Д1 и ОС замыкается через резистор R2. При отрицательной полярности входного сигнала ток ОС течет через диод Д2 и резистор R3. Таким образом, при синусоидальном входном сигнале на зажимах Uвых1 будут присутствовать положительные полуволны напряжения, и на зажимах Uвых2 - отрицательные, соответствующие однополупериодному выпрямлению входного сигнала. Поскольку открытый диод входит в прямую цепь замкнутого контура, то падение напряжения на нем практически не сказывается на выходном напряжении.

Целью настоящей лабораторной работы является:

1. Наблюдение на экране осциллографа за формированием выпрямленного сигнала – как одно- так и двухполупериодного

2. Выработка навыков экспериментальной работы с выпрямителем на ОУ