Интергратор на операционном усилителе

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева

Факультет информационных технологий и энергетики

Кафедра «Приборостроение и автоматизация технологических процессов»

«Радиотехника, электроника и телекоммуникация»

Самостоятельная работа №7

по дисциплине «Аналоговые электронные устройства »

Выполнила: Айдарова Е.А.

гр.14-РТКз-3

Проверила:Байтемирова Г.Ж.

Усть-Каменогорск 2015

Изобразить основную схему интегратора на базе операционного усилителя. Привести вывод формулы выходного напряжения.

Интегратор, блок интегрирования -- техническое устройство, выходной сигнал (выходная величина, выходной параметр) которого пропорционален интегралу, обычнопо времени, от входного сигнала.

По виду представления выходной величины (сигнала) интеграторы подразделяются на аналоговые и цифровые.

При конструировании интеграторов применяются различные явления: электрические, пневматические, гидравлические, электрохимические и др.

Применяются при аналоговом и цифровом моделировании различных процессов, навигационных приборах, автоматике, обработке и преобразовании сигналов, то есть везде, где требуется получить решения дифференциальных уравнений.

Интегрирование является одной из основных математических операций, и ее электрическая реализация означает построение схемы, в которой скорость изменения выходного напряжения пропорциональна входному сигналу. В графической интерпретации выходное напряжение оказывается пропорциональным площади под кривой входного напряжения. Те или иные разновидности интеграторов встречатюся во многих аналоговых системах. Наиболее часто они применяются в активных фильтрах, а также в системах автоматического регулирования для интегрирования сигнала ошибки. Интегратор можно рассматривать как ФНЧ первого порядка, у которого наклон АЧХ составляет -20 дБ/декада. Две простейшие схемы интеграторов представлены на рис. 6.1.1. +U -U NC NC DA1 SW1 ROC C1 UВЫХ R1 RВХ.ДИФ UВХ Рисунок 6.1.1 Основные схемы интеграторов: а) простой RC-интегратор, б) интегратор с ОУ У простого RC-интегратора, показанного на рисунке 6.1.1а, имеются два серьезных недостатка. Во-первых, он значительно ослабляет входной сигнал и, во-вторых, имеет высокое выходное сопротивление. В результате такая схема на практике применяется редко. Стандартный интегратор с ОУ, показанный на рисунке 6.1.1б, содержит входной резистор R1 и конденсатор C1, включенный в цепь обратной связи ОУ А. Ток, поступающий на инвертирующий вход ОУ, определяется сопротивлением резистора R1. За счет большого собственного коэффициента усиления ОУ его инвертирующий вход оказывается виртуальной землей. В результате входной ток определяется только входным напряжением и резистором R1. Следовательно, практически весь входной ток протекает через конденсатор С1, заряжая его; при этом реализуется операция интегрирования. Вывести передаточную функцию интегратора с применением основных свойств операционного усилителя.

Интеграторы на ОУ строятся на базе инвертирующих ОУ. В цепь обратной связи включен конденсатор С.

Схема интегратора на ОУ приведена на рисунке 3.4.3.1.

Рисунок 1 Схема интегратора на ОУ

Поскольку R_вх = ?, то

Напряжение между входами ИМС ОУ равно нулю, поэтому U_вх = U_С. Учитывая (1) и (2), получаем

интегратор операционный усилитель напряжение

Схема выполняет математическую операцию интегрирования. Перейдем то неопределенных интегралов к определенным, тогда получим

Выходное напряжение U_вых зависит от начальных условий, т.е. от начального напряжения на конденсаторе в момент t = 0 U_вых(0).

Размещено на Allbest.ru