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