6.4 Сумматор напряжения на оу

Принципиальная схема сумматора напряжений приведена на рисунке 6.6.

Поскольку в режиме усиления U_ДИФ ≈ 0, тогда ∑ i_R = i_ОС, следовательно, U_ВХ-R = i_R·R или i_R = U_ВХ-R / R. Подставив i_R в формулу расчета U_{ВЫХ_ОС} получим:

Рисунок 6.6 – Сумматор на ОУ

Где отношение RОС/R есть частный коэффициент передачи соответствующего канала усиления (К_J) входного напряжения (U_J). В конечном итоге предыдущее равенство можно записать:

Для уменьшения влияния входных токов ОУ в цепь неинвертирующего входа включают резистор с эквивалентным сопротивлением

6.5 Вычитающий усилитель на оу

Для вычитающего усилителя, изображенного на рисунке 6.7 характерно включение ОУ по дифференциальной схеме, т.е. задействованы оба входа и инвертирующий и неинвертирующий. Сигналы могут подаваться на оба входа, как потенциальные, относительно общего провода (см, рисунок 6.7), либо в дифференциальной форме – один сигнал на оба входа.

Для вывода формулы воспользуемся принципом суперпозиции: сигнал на выходе будет равен сумме сигналов, как если бы U_ВХ1 и U_ВХ2 действовали поочередно.

В случае, когда U_ВХ2 = 0 напряжение на выходе будет:

При UВХ1 = 0 выходное напряжение определится как:

Тогда

Рисунок 6.7 – Вычитающий усилитель на ОУ

Для условия R1= R_ОС= R3= R4

Для условия R1= R3, R4= R_ОС

В некоторых случаях вычитающий усилитель используется в дифференциальном включении – сигнал от одного источника подается на оба входа ОУ. Форма дифференциального усилителя приведена на рисунке 6.8.

При подаче на вход ОУ сигнала одновременно на оба входа изолированно от общего провода на выходе ОУ формируется потенциальный сигнал равный входному при условии равенства сопротивлений во входных цепях ОУ (R1=R_ОС=R3=R4). Для условия R1= R3, R4= R_ОС сигнал на выходе ОУ будет пропорционален отношению R_ОС/R1:

Рисунок 6.8 – Дифференциальный усилитель на ОУ

6.6 Интегрирующий усилитель на оу

Аналоговый интегратор (см. рисунок 6.9)реализуется на основе ОУ путем установки емкости в цепь параллельной ООС по напряжению (вместо R_ОС). Выходное напряжение при этом определяется как:

В случае, когда U_ВХ = const напряжение U_ВЫХ(t) ,будет иметь вид линейно нарастающего:

,

Рисунок 6.9 – Интегрирующий усилитель на ОУ

где А – константа интегрирования. А = 0 только тогда, когда отсчет времени начинается для момента U_ВЫХ = 0.

Наличие входного тока (I_ВХ), напряжения смещения (U_СМ) и разбаланс входных токов (ΔI_ВХ) в реальных интегрирующих усилителях ведет к росту выходного напряжения, даже при U_ВХ = 0 и с учетом t = ∞ напряжение на выходе нарастает до максимума (U_{ВЫХ_МАХ} ≈ ± U_п):

Задав максимальную ошибку интегрирования на выходе ОУ (U_{ОШ_ДОП}), можно для реального усилителя (U_СМ, I_ВХ, ΔI_ВХ – известны) найти предельное значение времени интегрирования: