Файл: конспект лекций схемотехника.pdf

I1 Uвх1 / R1; I2 Uвх2 / R2; I3 Uвх3 / R3.

Струм кола зворотного зв'язку IЗЗ , проходячи через резистор RЗЗ , створює на ньому спад напруги, що дорівнює

вихідній напрузі: Uвих RЗЗ I1 I2 I3 .

Знак мінус свідчить про інверсію вихідної напруги, оскільки вхідні напруги подані на інвертувальний вхід. Підставивши значення струмів, одержимо формулу для вихідної напруги:

Із формули (9.21) випливає, що вхідні напруги додаються із ваговими коефіцієнтами, що дорівнюють

де Gі – провідність відповідного резистора Gі 1 Rі .

Із формули (9.22) можна зробити висновок, що збільшення кількості входів інвертувального суматора

205

призводить до зниження петльового підсилення, внаслідок чого відповідно до (9.7) і (9.9) зростає похибка суматора, зумовлена кінцевим значенням і нестабільністю коефіцієнта

випадку струмова похибка мала та її можна розрахувати за формулою Uпох Uзм (KU пох

де KU пох RЗЗ / (R1 || R2 || R3) - коефіцієнт підсилення сигналу похибки.

9.2.2Неінвертувальний суматор

Якщо підсумовувані сигнали подати на неінвертувальний вхід операційного підсилювача, то одержимо неінвертувальний суматор напруги, схему якого наведено на рисунку 9.5.

Рисунок 9.5 – Неінвертувальний суматор

За першим законом Кірхгофа для вузла 1 (з потенціалом Uвх ) можна записати

206

9.2.3Змішувач сигналів

Суматори можуть використовуватися як лінійні змішувачі сигналів (мікшерів). Одне з можливих застосувань таких змішувачів – змішування звукових сигналів. Наприклад, звукові сигнали від декількох музичних інструментів, що надійшли на різні мікрофони, можна змішати з голосом співака, вловлені мікрофоном. Якщо між кожним мікрофоном і відповідним резистором суматора помістити регулятор гучності, то напруги від кожного джерела сигналу можна регулювати для їх подальшого підсумовування. При цьому можна, наприклад, зробити так, щоб слабий голос співака звучав голосніше за музичні інструменти. Схему змішувача наведено на рисунку 9.6.

У цій схемі R1, R2 , R3 - змінні опори, що виконують функцію регулятора гучності, опір R13 – компенсувальний опір, що дорівнює еквівалентному паралельному опору

резисторів R10 , R11, R12 , R14 , тобто R13 R10 || R11 || R12 || R14 .

207

R7

Рисунок 9.6 – Змішувач сигналів

9.3Диференціальний підсилювач на основі ОП

Диференціальний підсилювач є електронним пристроєм, вихідна напруга якого дорівнює або пропорційна різниці двох вхідних сигналів. Такі підсилювачі часто використовують як вхідні каскади пристроїв приймання і передачі інформації по довгих лініях. Перешкоди, що виникають при цьому, прикладені в одній фазі до обох входів, що зумовлює появу і у вихідному сигналі синфазної напруги завади. Корисний же сигнал діє на кожному із входів у різній фазі і тому на виході диференціального сигналу відновлюється (диференціальна напруга).

Схема диференціального підсилювача (віднімального пристрою) наведена на рисунку 9.7.

208

R1 R2

Uвх1 DA1

R3 Uвих

Uвх2

R4

Рисунок 9.7 – Диференціальний підсилювач на основі ОП

Для аналізу схеми скористаємося принципом суперпозиції, заземливши по черзі два входи, і знайдемо коефіцієнт передачі кожного з них, помножимо на відповідний вхідний сигнал, а потім додамо одержані вирази.

Якщо заземлити неінвертувальний вхід (Uвх2 0 ), то резистори R3 і R4 стануть підключеними паралельно один

одному. При цьому вони підключені послідовно із вхідним колом ОП. Згідно з принципом «уявної землі» вхідний струм дорівнює 0, отже, і напруга на цих резисторах завжди буде також дорівнювати 0. Одержана при цьому схема еквівалентна інвертувальному підсилювачу, і тому

диференціальний підсилювач буде каскадним з'єднанням подільника напруги R3 і R4 та неінвертувального підсилювача. Два цих каскади не впливають один на одного, оскільки вхідний опір неінвертувального підсилювача досить великий за рахунок послідовного

209