Суть работы схемы инвертирующего включения операционных усилителей с однополярным питанием. Характеристика линейного стабилизатора напряжения и прецизионного выпрямителя. Измерение больших токов в линии, находящейся под относительно высоким потенциалом.
При низкой оригинальности работы "Использование операционных усилителей в схемах с однополярным питанием", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Тенденции применения электронных компонентов направлены на снижение энергопотребления и стоимости, поэтому в современных изделиях используется однополярное питание, и с каждым годом значения питающих напряжений уменьшаются.Операционные усилители (ОУ) преимущественно используются в схемах с двухполярным питанием, поскольку входные и выходные сигналы ОУ чаще всего могут иметь как положительную, так и отрицательную полярность относительно общей шины схемы. В случае, если неинвертирующий вход ОУ соединен с общей шиной, синфазное входное напряжение, вызывающее погрешность преобразования сигнала схемой на ОУ, отсутствует (рис. В таком случае ОУ используется в дифференциальном включении, причем на второй вход подается смещение, в точности равное VCФ (рис. Схема линейного стабилизатора напряжения на ОУ с регулирующим транзистором, включенным по схеме с ОК, представлена на рис. Схема содержит ОУ, включенный по схеме неинвертирующего усилителя с отрицательной обратной связью по напряжению, источника опорного напряжения VREF и регулирующего п-р-п-транзистора VT, включенного последовательно с нагрузкой.В таких устройствах ОУ чаще всего включается по схеме, в которой режим по постоянному току задается с помощью делителя на резисторах Rl, R2, коэффициент деления которого R1/(R1 R2) обычно выбирается равным 0,5, чтобы рабочая точка находилась в середине амплитудной характеристики усилителя. Для развязки цепей усилителя по переменному току от источника питания и в общем случае от других устройств, подключенных к этому источнику, используется блокировочный конденсатор СЬ (в данном случае его наличие не обязательно, поскольку источник питания является идеальным генератором напряжения и паразитная связь через его внутреннее сопротивление отсутствует). усилитель стабилизатор напряжение выпрямитель По постоянному току усилитель охвачен 100-процентной отрицательной обратной связью (элементы обратной связи - конденсатор Cos и резисторы Ro, Ros), т.е. на нулевой частоте его коэффициент усиления близок к 1. 2.48, коэффициент передачи которого в операторной форме может быть записан в виде: где К(р) - коэффициент передачи входной цепи, образованной разделительным конденсатором С и резисторами Rl, R2; К(р) - коэффициент передачи собственно усилителя с учетом частотно зависимой отрицательной обратной связи; р - оператор Лапласа. Коэффициент передачи входной цепи определяется делителем, образованным конденсатором С и параллельно соединенными (по переменному току) резисторами Rl, R2 (входным сопротивлением ОУ пренебрегаем ввиду его большого значения по сравнению с Rl и R2), и равен: При выполняющихся на практике условиях Ко>>1 и KORO>>Ros (К.Исследование на ОУ с однополярным питанием проведем по схеме данной по заданию.Для получения КП необходимо произвести измерения Uвх и U вых При стандартных значениях Ro и Ros получаем на Uвх =7.069V и U вых = 2.124V В случае изменения лишь Ro КП изменяется от 0.3 до 0.302.Полоса рабочих частот определяется по полученной АЧХ (рис. 3.1.2) следующим образом: на графике АЧХ находят максимальное значение N. Проводят через эту точку горизонтальную линию, параллельную оси частот. Потом проводят другую горизонтальную линию, отстоящую от нулевой вниз на величину 1,0 ДБ. Точки пересечения кривой АЧХ и этой линией и дадут искомые значения fн и fв для данного усилителя.В результате выполнения курсового проектирования по предмету «Схемотехника аналоговых компонентов компьютерных систем» были рассмотрены следующие вопросы: - ОУ и их назначение; порядок расчета ОУ его КП и полосы рабочих частот. Было выполнено моделирование на ОУ с однополярным питанием. В результате моделирования были сняты амплитудно-частотные характеристики и сделаны выводы по зависимости Ro/Ros к КП и полосы рабочих частот. На основании полученных результатов можно предположить, что проектирование было выполнено успешно.
План
Содержание
Введение
1. Теоретическая часть
2. Правила расчета ОУ
3. Моделирование ОУ с однополярным питанием
3.1 ОУ с однополярным питанием
3.2 Зависимость КП от отношения Ro/Ros
3.3 Определение полосы рабочих частот от отношения Ro/Ros
3.4 Зависимость КП от отношения R1/R2
Выводы
Перечень используемых источников
Введение
Тенденции применения электронных компонентов направлены на снижение энергопотребления и стоимости, поэтому в современных изделиях используется однополярное питание, и с каждым годом значения питающих напряжений уменьшаются. Мобильные электронные системы с питанием от батарей получают все большее распространение. Обычно в них используется однополярное питание напряжением 5 В и меньше. Схемы с однополярным питанием позволяют уменьшить сложность источника питания и зачастую повысить экономичность устройств
В курсовой работе рассмотрены основные проблемы, с которыми сталкивается разработчик при использовании операционных усилителей в схемах с однополярным питанием.
Вывод
В результате выполнения курсового проектирования по предмету «Схемотехника аналоговых компонентов компьютерных систем» были рассмотрены следующие вопросы: - ОУ и их назначение;
- основные сведения об ОУ на однополярном питание;
- порядок расчета ОУ его КП и полосы рабочих частот.
Было выполнено моделирование на ОУ с однополярным питанием.
В результате моделирования были сняты амплитудно-частотные характеристики и сделаны выводы по зависимости Ro/Ros к КП и полосы рабочих частот.
На основании полученных результатов можно предположить, что проектирование было выполнено успешно.
Перечень используемых источников
1. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. - М.: Мир, 2010. - 512 с.
2. Справочник по ОУ Пер.с англ../Д.Джонсон, Дж.Джонсон, Г.Мур. - М.: Энергоатоммиздат, 2008 - 128 с.
3. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и ее преминение. - М.; Салон-Р, 2009, 506 с.
4. Методические указания по курсу «Схемотехника аналоговых».Раздел «ОУ». Для студентов заочной формы обучения. - Харьков, 2003 - 33 с.
5. Mancini R. Single Supply Op Amp Design Techniques / Application REPORT SLOA030. - Texas INSTRUMENTS INCORPORATED. - OCTOBER 2009. - 23 p.
