UKŁADY ZE WZMACNIACZAMI OPERACYJNYMI

UKŁADY ZE WZMACNIACZAMI OPERACYJNYMI 1.  W pierwszym przybliżeniu wzmacniacz operacyjnym można traktować jako źródło napięcia (mała rezystanja wyjściowa) sterowane napięciowo (bardzo duża rezystancja wejściowa) o bardzo dużym wzmocnieniu napięciowym (przyjmijmy początkowo 106). Przeanalizować wzmocnienie w układzie wzmacniacza odwracającego (rys.1a) i nieodwracającego (rys.1b) R2 + - OUT R1 PORTRIGHT-L PORTRIGHT-R + - OUT R1 R2 PORTRIGHT-R PORTRIGHT-L Przyjąć R1=1kΩ R2=10 kΩ,100 kΩ, 1MΩ. •  czy spełnione są (z jaką dokładnością) zależności opisujące wzmocnienie układu? •  zbadać zależność wzmocnienia układu od wzmocnienia samego wzmacniacza operacyjnego. •   zbadać wpływ skończonej rezystancji wejściowej i niezerowej wyjściowej na podstawowe parametry układu. 2.  Większość współczesnych wzmacniaczy uniwersalnych ma ukształtowaną charakterystykę wzmocnienia różnicowego tak, że można ją opisać za pomocą funkcji jednobiegunowej. Modelując ten fakt przy wykorzystaniu źródła typu LAPLACE i zakładając,  że kuo=106dB a fo=5Hz przeprowadzić analizę charakterystyk częstotliwościowych układów wzmacniacza odwracającego i nieodwracającego. Zaobserwować zjawisko wymiany wzmocnienia i pasma. 3.   Wzmacniacz ze sprzężeniem prądowym. Wzmacniacz transimpedancyjny o strukturze pokazanej na rysunku 2a wykazuje ciekawą cechę układową. We wzmacniaczu takim, przy założeniu że transimpedancja jest funkcją jednobiegunową  g T T j R j z ω ω ω + = 1 ) (  a wtórniki napięciowe nie wnoszą istotnych ograniczeń częstotliwościowych w układzie wzmacniacza nieodwracającego (rys. 2b) częstotliwość graniczna jest determinowana jedynie przez jedną z rezystancji zewnętrznych – R2 podczas gdy wzmocnienie układu wynosi (tak jak w przypadku klasycznego wzmacniacza operacyjnego) 1+R2/R1 czyli efekt wymiany pasma i wzmocnienia nie zachodzi. Zasymuluj pracę takiego układu. 1 1 + - Y X + - Y X u z I o T n = z I T n I n u u x in ≈ u in u in I n z T u o R 1 R 2 R o ' R o '' 4.  Gdy w układzie z rys. 1a czy 2a zamienimy rolami wejście nieodwracające i odwracające wzmacniacz zamieni się w przerzutnik Schmitta. Prawidłowe zamodelowanie pracy takiego układu wymaga użycia  nieliniowego  modelu wzmacniacza (w modelu ze źródłem liniowym napięcie wyjściowe może rosnąć nieograniczenie) Biorąc pod uwagę, że typowy wzmacniacz operacyjny ma wzmocnienie rzędu 200000 a napięcie wyjściowe może zmieniać się w granicach   ±(Vcc-1) i używając  źródła typu TABLE zasymuluj pracę takiego układu. UWAGA: Zastosowanie samego źródła TABLE w połączeniu z dodatnim sprzężeniem ... zobacz całą notatkę