1. Разработка схемы.
Схема неинвертирующего усилителя дана на рис. 6.1. Далее необходимо пояснить все обозначения на схеме.
На схеме рис. 6.1 обозначены:
А – операционный усилитель;
R 1, R 2 – сопротивления цепи отрицательной обратной связи;
R н – сопротивление нагрузки;
U вх – входное напряжение;
U вых – выходное напряжение;
+ E 1, – E 2 – источники питания, как правило, одинаковые по величине.
2. Расчет схемы
1) Рассчитываем амплитуду тока в цепи нагрузки
Im н = .
2) Выбираем значение амплитуды тока в цепи обратной связи из соотношения
Im 2 = (0,02…0,05)× Im н.
Выбираем, например, значение: Im 2 = 0,04× Im н.
3) Так как амплитуды токов Im 1 и Im 2 равны, то:
Im 1 = Im 2.
4) Определяем сопротивление резистора во входной цепи
R 1 =. .
5) Определяем сопротивление резистора в цепи обратной связи
R 2 = .
6) Выбираем значения сопротивлений резисторов R 1 и R 2 по таблице из ряда Е24:
R 1 =, R 2 =.
7) Рассчитываем заданный коэффициент усиления напряжения
Ku = .
8) Поскольку значения сопротивлений резисторов R 1 и R 2 выбраны номинальных значений, то полученный коэффициент усиления разработанного неинвертирующего усилителя может отличаться от заданного значения. Поэтому рассчитываем коэффициент усиления напряжения разработанного неинвертирующего усилителя
Ки н = + 1.
9) Сравниваем значения Ku и Ku и и находим относительную погрешность коэффициента усиления разработанного инвертирующего усилителя
10) Делаем вывод о полученном результате: относительная погрешность не должна превышать значение: ± 5 %.
11) Строим эпюры U вх = f (t): U вых = f (t) в масштабе.
Рисунок 6.2 – Эпюры напряжений неинвертирующего усилителя |
Контрольные вопросы
1. Приведите схему неинвертирую-щего усилителя на ОУ.
2. Запишите формулу для опреде-ления коэффициента усиления неинверти-рующего усилителя по значениям вход-ного и выходного напряжений и по значе-ниям сопротивлений резисторов R 1 и R 2.
3. Запишите формулы для определе-ния коэффициентов усиления инверти-рующего и неинвертирующего усилителей по значениям сопротивлений резисторов R 1 и R 2. Поясните, чем они отличаются.
4. Нарисуйте эпюры входного и выходного напряжений
6.6. Рекомендованная литература
1. Воробйова О.М. Основи схемотехніки: підручник / О.М. Воробйова, В.Д. Іванченко. – [2-ге вид.]. – Одеса: Фенікс, 2009. – С. 159 – 166.
2. Воробйова О.М. Основи схемотехніки: У 2-х частинах: навч. посіб. / О.М. Воробйова, В.Д. Іванченко. – Одеса: ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2004. – Частина 2. – С. 136 – 145.
3. Воробьева Е. М. Основы схемотехники: В 2-х частях: конспект лекций / Е.М. Воробьева, В.Д. Иванченко. – Одесса: ОНАС им. А.С. Попова, 2012. – Часть 2. – С. 55-65.
Тема 7. Каскады на операционном усилителе.