Курсовая работа: Расчет разностного усилителя (вычитателя) на ОУ

U_дс = U_вх2 – U_вх1.

Синфазный сигнал в разностном усилителе на ОУ при одинаковой полярности входных напряжений увеличивает ошибку усилителя. Недостатками рассмотренного усилителя мы можем отнести трудность в регулировании коэффициента усиления и разную величину входных сопротивлений. Помехи на входах синфазны, поэтому не усиливаются, а ошибка увеличивается и уменьшить её можно, если выбрать ОУ с полевыми транзисторами или использовать различные схемные решения.

Входные сопротивления по входам определяется

R_вх.инв. = R₁ + R_вх.оу * R_ос /R_вх.оу (1+ К_иоу )+R_ос (6)

R_{вх.неинв.} = R_вых.оу /γ_ос =R_вых.оу /К_иоу *К_{и инв.} (7)

что ведет к ошибке U_вых

U_{вых.ош =} U_см .(1 + |К_{и инв} .|)+ I_{раз.Тос max} *R_ос , (8)

Можно значительно уменьшить, выбрав ОУ с полевыми транзисторами или использовать другие схемные решения.

Коэффициент передачи дифференцирующего усилителя определяется:

К(_jω ) = U_вых / U_вх =jωτ = К_(ω) е ^jφ(ω)

где К_(ω) = ωτ – амплитудно-частотная характеристика;

φ_(ω) = π/2 – фазово-частотная характеристика коэффициента передачи.

Выходное напряжение определяется:

U_вых = - К_{и инв} * U_вх1 + К _{и неинв.} * U_вх2 * R₃ /R₃ + R₂ = -R_ос /R₁ * U_вх1 + R_{1 +} R_ос / R₁ * R₃ /R₃ + R₂ * U_вх2 ; (9)

Помехи на входах синфазны, поэтому не усиливаются.

К'_инв. = К_инв -1/2_ˆ К_инв. (10)

К'_неинв. = К_неинв +1/2_ˆ К_неинв. (11)

тогда коэффициент ослабления синфазного сигнала

К_ос.сф = (1 + К_u )К_u /_ˆ К_u . (12)

2. КОМПЕНСАЦИОННЫЙ СТАБИЛИЗАТОР

Стабилизатором напряжения называется устройство, поддерживающие автоматически и с требуемой точностью напряжение на нагрузке при изменении дестабилизирующих факторов в обусловленных пределах. Основным источником питания электронных устройств в настоящее время являются выпрямительные устройства, преобразующие переменный ток в ток одного направления, называемый выпрямленным. Постоянное напряжение или ток, получаемые от выпрямителей, по различным причинам могут изменяться, что может нарушить нормальную работу различных устройств, питание которых осуществляется от выпрямительных устройств. Основным причинами нестабильности является изменение напряжения сети и изменение тока нагрузки. Для обеспечения постоянного напряжения на сопротивлении нагрузки применяют стабилизаторы напряжения.

Существует два принципиально разных метода стабилизации напряжения: параметрический и компенсационный. Сущность компенсационного метода стабилизации сводится к автоматическому регулированию выходного напряжения. В компенсационных стабилизаторах производится сравнение фактической величины входного напряжения с его заданной величиной и в зависимости от величины и знака рассогласования между ними автоматически осуществляется корректирующее воздействие на элементы стабилизатора, направленное на уменьшение этого рассогласования.

2.1 Выбор и анализ структурной схемы

Основными параметрами, характеризирующими стабилизатор, являются:

1. Коэффициент стабилизации, представляющий собой отношение относительного изменения напряжения на входе к относительному изменению напряжения на выходе стабилизатора.

K_сти = DU_вх / U_вх : DU_вых / U_вых , (13)

где: U_вх и U_вых - номинальное напряжение на входе и выходе стабилизатора.

DU_вх и DU_вых - изменение напряжений на входе и выходе стабилизатора.

Коэффициенты стабилизации служат основными критериями для выбора рациональной схемы стабилизации и оценки ее параметров.