Vítejte!
HŘÍŠNÍCI NOVÝ UŽIVATEL

nepřihlášený uživatel


Právě si tyto stránky čte 1 člověk.
Poslední změna:
29.09.2007
Návštěvník číslo:
24014
ICQ:61783389
Copyright © 2003
Hell

Elektronika

Maturitní otázky


APLIKACE OPERAČNÍCH ZESILOVAČŮ

30.Aplikace operačních zesilovačů

Aplikace jako invertující a neinvertující zesilovač je vypracována v otázce číslo 29. Další možnosti jsou následující:

1) Zdroje konstantního napětí

Výhodou zapojení, která používají jak invertující tak i neinvertující zapojení je, že referenční zdroj je zatěžován konstantním proudem a zpětnovazebním odporem  RN lze nastavit žádanou úroveň výstupního napětí

2) Zdroje konstantního proudu

Zesilovač reguluje výstupní napětí tak, aby přes zátěž protékal vždy proud rovný vstupnímu proudu.  V prvních dvou zapojeních je zátěž zapojena v obvodu zpětné vazby. Nevýhodou je, že ani jeden konec zátěže nesmí být uzemněn. Tuto nevýhodu odstraňuje zapojení třetí.

3) Rozdílový zesilovač

 Na vstupy přivádíme napětí U1 a U2. Pro výstupní napětí lze psát:

 

zvolíme-li R3 = R1, a R4 = R2, dostaneme

4) Sumační zesilovač

Sumaci provádíme na jednom vstupu. Pro výstupní napětí platí vztah

, a pro R1 = R2 = ... = RN = R platí

 

5) Integrační zesilovač

Pro přenos platí ,      kde w0=1/CR

Přenos v dB je .

6) Derivační zesilovač

 Přenos je opět určen výrazem ,

kde w0 = 1/CRN.

Přenos v dB je Au = 20log w/w0

7) PI regulátor

Zapojení, které je v nazýváno PI (proporcionálně-integračním) regulátorem

Pro přenos platí

    pro

V decibelech

Průběh přenosu v závislosti na frekvenci :

Až do frekvence w = w0 má závislost integrační charakter a klesá se směrnicí 6dB/okt. Při vyšších frekvencích se přestane druhý člen uplatňovat a přenos má konstantní hodnotu 20log(RN/R1). Uvedené hodnoty platí pro asymptotickou aproximaci závislosti.

8) Proporcionálně integračně derivační (PID) regulátor

Zatím neuvažujme odpory R2 a R3. Přenos je potom dán vztahem

Přenos má 3 členy: první má integrační charakter, druhý proporcionální (nezávislý na frekvenci) a třetí derivační. Průběh přenosu v závislosti na frekvenci je uveden na obr. Lomové frekvence jsou w1 = 1/R1CN a w2 = 1/RNC1.

Takto použité zapojení má dvě nevýhody:

-          velké zesílení integračního členu při malých frekvencích způsobuje nízkofrekvenční nestability zapojení

-          velké zesílení derivačního členu s rostoucí frekvencí vede k nežádoucímu zesilování šumů.

Proto se používá omezování zesílení jak v oblasti nízkých tak i vysokých frekvencí, což se provádí rezistory R3 (při nízkých) a R4 (při vysokých frekvencích). Volíme-li R3 » RN a R2 « R1 dostaneme omezení střídavých signálů při frekvencích f0 = 1/2pR3CN  a f3 = 1/2pR2C1.

9) Logaritmický zesilovač

Logaritmický zesilovač dává výstupní napětí úměrné logaritmu vstupního napětí. Logaritmickou charakteristiku získáme pomocí polovodičových diod nebo tranzistorů.

Rezistorem protéká proud i = Uvst/R1. Tento proud protéká rovněž diodou D. Mezi napětím na diodě (které je současně výstupním napětím zesilovače) a proudem platí Shockleyho  vztah  , kde UT = kT/q je t.zv. teplotní napětí, které se rovná 26mV při 20°C,

 přičemž k = 1,38.10-23 J/K  ... Bolzmanova konstanta

         T = absolutní teplota v Kelvinech

         q = 1,6.10-19 C ... elementární náboj

Pro výstupní signál dostaneme vztah

Zapojení se používá v případech, že vstupní signál se mění v rozmezí více dekadických řádů a požadujeme výstupní signál v rozmezí jednoho řádu. Zapojení s diodou pracuje v rozsahu cca 3 řádů na vstupu. Mění-li se vstupní signál přesně logaritmicky, mění se výstupní signál lineárně.

Požadujeme-li činnost přes více dekadických řádů, používá se jako exponenciální prvek tranzistor. Principielní zapojení je na obr. Zde pro proud tranzistoru lze napsat vztah   a pro výstupní napětí

.

Při použití tranzistorů lze dosáhnout dynamický rozsah až 9 dekád vstupního napětí. Operační zesilovač ale musí mít malý drift a malé vstupní proudy pro plné využití rozsahu. Tyto zesilovače se v praxi ještě doplňují o obvody, potlačující sklon obvodu ke kmitání a o obvody pro kompenzaci teplotních závislostí.

10) Exponenciální zesilovač

Pracuje na stejném principu jako zesilovač logaritmický s tím rozdílem, že exponenciální prvek je zde zapojen na místě impedance Z1 a ve zpětné vazbě je ohmický rezistor R2. Tím přes zpětnovazební rezistor teče exponenciálně se měnící vstupní proud, který na něm vytváří exponenciálně proměnné výstupní napětí.  Tudíž

  . Exponenciální zesilovače se používají k odlogaritmování zlogaritmovaného signálu, nebo pro realizaci exponenciálních funkcí typu .

 

Přihlášení

Jméno

Heslo

Podporované projekty (vřele doporučuji)

Bezdrátová síť v Plzni 
PilsFree

Moje oblíbené WWW stránky (vřele doporučuji)

Zpravodajství ze světa nejrychlejších vozů naší planety:
Formule 1

Zpravodajství ze světa videa, TV karet, kodeků a tak podobně:
TV Freak

Zpravodajství ze světa počítačů a všeho kolem:
Živě

Zpravodajství ze světa počítačů:
PcTuning

Zpravodajství ze světa mobilů:
MobilMania

Zpravodajství ze světa počítačových her a hardwaru.
BonusWeb

Češtiny do her a programů:
Češtiny

Zpravodajství ze světa počítačových her a hardwaru:
Doupě

Vyhledávací server:
Google

zpět na předchozí stránku
Copyright © 2003 Hell
doporučené rozlišení 1024x768