Контрольная работа по схемотехнике и моделированию на тему Схемотехника геодезических систем. Расчет активного фильтр на операционных усилителях

Следовательно, в идеальном ДУ дрейф выходного напряжения отсутствует, хотя в каждом из плеч он может быть сравнительно большим.
В идеальном ДУ синфазные сигналы не влияют на выходное напряжение.
Идеальный ДУ реагирует только на дифференциальный сигнал, отсюда — название этого типа усилителей.
12. Схемы логарифмирования и потенцирования на ОУ.
В логарифмирующих и потенцирующих (экспоненциальных) преобразователях для получения требуемой функциональной характеристики используются свойства смещенного в прямом направлении р–n-перехода диода или биполярного транзистора. Такие преобразователи входят в качестве отдельных узлов в различные устройства, выполняющие математические операции. Логарифмирующие преобразователи применяются также для компрессии сигналов, имеющих большой динамический диапазон, например, речевых сигналов.

Рис.11. Основная схема логарифмирующего преобразователя.
Ток диода приближенно описывается выражением: I = I_0*(e^((q*U)/(k*T)-1)), где I — ток через диод, U - напряжение на диоде, k — постоянная Больцмана,
q — заряд электрона, I0 — обратный ток диода, Т — температура в градусах Кельвина, следовательно, Uвых = – (k*T)/q*ln (I_вх/I_0 ), если U_вх/R_1 >> I0.
Для кремниевого диода типичный ток 70 составляет Ю-9 А, а значение kT/q = 25 мВ при комнатной температуре. Коэффициент передачи логарифмирующего преобразователя обычно определяется в вольтах на декаду изменения входного сигнала. Например, 3-декадный логарифмирующий усилитель должен работать при изменениях входного сигнала в диапазоне от 1 мВ до 1 В; 7-декадный логарифмирующий усилитель обеспечивает преобразование входных сигналов от 1 мкВ до 10 В.
Простейший логарифмирующий преобразователь применяется редко из-за двух серьезных ограничений. Во-первых, он очень чувствителен к температуре (температура Т входит в приведенные выше соотношения в явном виде, Iо также сильно зависит от температуры). Во-вторых, диоды не обеспечивают хорошей точности преобразования, т.е. зависимость между их прямым напряжением и током не совсем логарифмическая. Построить на кремниевых диодах общего назначения логарифмирующие усилители, работающие в диапазоне более 3 декад, практически невозможно. Транзисторы обеспечивают гораздо лучшую точность преобразования по сравнению с диодами. Многие транзисторы общего назначения в диодном включении обеспечивают удовлетворительное логарифмирование входных токов в диапазоне 7 декад.

Рис.12. Логарифмирующий преобразователь на биполярном транзисторе.


Рис.13.Основная схема потенцирующего преобразователя.
Основная схема (рис. 11) похожа на простой логарифмирующий преобразователь, но в ней диод и резистор меняются местами. Получение экспоненциальной передаточной характеристики основывается на приведенной ранее логарифмической зависимости между напряжением и током рп-перехода. Данная схема очень проста и редко применяется на практике из-за присущих ей многих ограничений; но она может послужить отправной точкой для разработки практической схемы экспоненциального преобразователя. Проектирование таких преобразователей имеет много общего с разработкой логарифмирующих схем, поскольку для них справедливо многое из того, что было сказано выше.