Параметры функционального устройства на операционных усилителях

Контрольная работа - Физика

Другие контрольные работы по предмету Физика

Задание

 

Рассчитать параметры функционального устройства на операционных усилителях (ОУ), функциональная схема которая приведена на рис. 1, и обеспечивающего:

усиление напряжения u1 с коэффициентом передачи по напряжению k1.

сложение напряжений u2 и u3 с коэффициентами передачи по напряжению k2 и k3 соответственно.

выпрямление напряжения u4 после сумматора с коэффициентом передачи по напряжению k4.

Определить для заданных напряжений u1 и u3 средневыпрямленное выходное напряжение U0.

Значение u1 , u3 , k1 , k2 , k3 и k4 приведены в таблице 1.

Для нечетных вариантов использовать однополупериодное выпрямление, а для четных вариантов - двухполупериодное.

 

Таблица 1

№ вар.u1 , Вu3 , Вk1k2k3k442-1,5-21

Решение

 

Рисунок 1. Функциональная схема устройства

 

. Усилительный блок

Поскольку коэффициент усиления k1 положительный, необходимо использовать схему неинвертирующего усилителя:

 

Рисунок 2. Неинвертирующий усилитель

 

 

Определяем соотношение сопротивлений:

 

 

Выбираем номинал сопротивлений:

 

 

Напряжение на выходе усилителя:

 

 

2. Суммирующий блок

Поскольку коэффициенты суммирующего блока k2 и k3 отрицательные, необходимо использовать инвертирующий сумматор с заданным весовым коэффициентом.

Рисунок 3. Инвертирующий сумматор с заданным весовым коэффициентом

 

Сумматор, приведенный выше не имеет принципиального ограничения по числу суммируемых входов, но в данном случае используются только два.

Выходное напряжение:

 

 

Определим номиналы сопротивления исходя из коэффициентов усиления:

 

Пусть сопротивление обратной связи Rос=6 кОм, тогда R1=4 кОм, R2=3 кОм.

Напряжение на выходе сумматора:

 

 

Определяем ?:

 

 

Напряжение на выходе сумматора:

 

 

. Выпрямительный блок

Используем саму простую схему двухполупериодного выпрямителя на одном операционном усилителе.

 

Рисунок 4. Двухполупериодный выпрямитель с незаземленной нагрузкой

усилитель сопротивление электрический выпрямитель

 

Так как k4=1 по условию задачи, то сопротивления сопротивлений можно принять одинаковыми и равными 10 кОм. Параллельно нагрузке должен быть подключен сглаживающий конденсатор, величина которого зависит от частоты источников напряжения.

Выпрямленное напряжение для двухполупериодного выпрямителя:

 

 

После того, как все элементы рассчитаны можно строить принципиальную электрическую схему цепи.

 

Рисунок 5. Схема электрическая принципиальная