ГАО ВПО НИТУ «МИСи. С» Институт ИТАСУ Кафедра КИУСА Доклад по техническим средствам автоматизации «Операционные усилители. Суммирующие усилители» . Выполнили: студенты гр. АРМ-09 -1 Шаров Александр, Юсупова Алина Проверил: к. т. н. , доцент Бекаревич А. А. Москва 2012
Операционные усилители Операционный усилитель (ОУ, Op. Amp) — усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и, как правило, единственным выходом, имеющий высокий коэффициент усиления. ОУ почти всегда используются в схемах с глубокой отрицательной обратной связью, которая, благодаря высокому коэффициенту усиления ОУ, полностью определяет коэффициент передачи полученной схемы. В настоящее время ОУ получили широкое применение, как в виде отдельных чипов, так и в виде функциональных блоков в составе более сложных интегральных схем. Такая популярность обусловлена тем, что ОУ является универсальным блоком с характеристиками, близкими к идеальным, на основе которого можно построить множество различных электронных узлов.
Суммирующие усилители Они относятся к линейным преобразователям, где к информационным зажимам подключаются только резисторы, и схемная доля имеет нулевой порядок (не зависят ни от времени, ни от частоты). С помощью суммирующих усилителей получают выходной сигнал пропорциональный сумме нескольких входных сигналов. Такой усилитель можно построить как по инвертирующей, так и по неинвертирующей схеме.
Инвертирующий суммирующий усилитель Входные напряжения через добавочные резисторы подключаются к инвертирующему входу. Усиление каждого входа сигнала равно отношению сопротивления резистора, который охвачен обратной связью к сопротивлению соответствующего входного резистора. Рис. 1
Iвх – входной ток Iвых – выходной ток Подставляя вместо токов напряжение, получится: или Uвх – входное напряжение; Uвых – выходное напряжение; R 1 , R 2 – сопротивления; Кмасш - масштабный коэффициент по соответствующему входу.
В итоге: При наличии нескольких входов Рис. 2
Поскольку точка «А» , имеет потенциал равный нулю, то имеем: Получается: При условии, что все R равны:
Из этого следует, что величина выходного напряжения равна сумме входных напряжений, но обратной полярности. Резисторы не обязательно должны быть одинаковыми. Если они различны, то на выходе получается взвешенная сумма. Это явление используют, например, в микшерах, когда необходимо суммировать несколько сигналов от различных источниках и имеющих различные уровни. Количество смешиваемых источников, также, может быть различно.
Неинвертирующий суммирующий усилитель Рис. 3
Для 2 -х входов: Общий вид: n – количество входов. Но при этом обязательно должно выполняться условие:
В промышленности повсеместно используется пропорциональное регулирование для управления технологическими процессами. И во всех системах пропорционального регулирования основными узлами являются суммирующие схемы, используемые для сравнения уставки и отслеженного сигнала и формирования пропорционального их разности напряжения ошибки.