Схемы включения ОУ с ограничением входного сигнала

Ограничение выходного сигнала используется для ограничения величины задающего входного сигнала на внутреннем контуре регулирования в системах с подчиненным регулированием параметров.

1) Схемы включения с нерегулируемым ограничением входного сигнала

В соответствии с рисунком 3.56, ограничение осуществляется за счет введения нелинейных элементов в цепь обратной связи ОУ.

а)

б)

в) Рисунок 3.56

;

–(U_{CT VD2} + DU_VD1) £ U_вых £ U_{CT VD1} + DU_VD2,

где U_ст – напряжение стабилизации;

DU_VD – падение напряжения на диоде (DU_VD»1В).

2) Схема включения с регулируемым ограничением выходного сигнала

Принцип классического ограничения состоит в том, что для ограничения выходного сигнала на заданном уровне на вход ОУ следует подавать сигнал в противофазе с задающим.

а)

При любом сигнале на выходе за счет подачи напряжения смещения с потенциометров R₂, R₃ на выходе компараторов А2 и А3 будут действовать напряжения обратные для диодов VD2, VD3 (см. рисунок 3.57а). Следовательно, они закрыты и на вход ничего не подается. Как только сигнал U_вых стал превышать уровень ограничения на выходе А2 и А3 будут действовать напряжения по проводимости диода VD2 или VD3, благодаря чему на вход ОУ (А1) будет подано напряжение в противофазе с входным.

На рисунке 3.57б применены операционные усилители типа К553УД2А, К153УД2А.

б)

в)

Ограничение U_вых за счет придания схеме с ОУ мягких внешних характеристик и это достигается путем введения в цепь R₂ (см. рисунок 3.57в). На нем гасится тот излишек напряжения, на который выходной сигнал ОУ превышает заданный уровень выходного.

В соответствии с рисунком 3.57г, в исходном состоянии, пока схема не достигла исходного ограничения, на выходе А2 действует ÅU, превышающее по уровню выходной сигнал, следовательно VD3 закрыт. Когда выходной сигнал приблизится к уровню ограничения, установленному на R₃, диод VD3 включается и фиксирует уровень выходного сигнала на уровне сигнала ограничения.

г)

В схеме (см. рисунок 3.57д) ОУ в режиме ограничения выходит в насыщение, а с помощью R₂ устанавливается желаемый уровень выходного напряжения, который представляется частью этого напряжения насыщения.

д) Рисунок 3.57

I_{вых ОУ} = (3¸5)мА.

При R₂ >> R_oc ,

где .

.