Здравствуйте мои читатели! И особенно начинающие электронщики!!!
Продолжаем изучение схем на Операционных Усилителях. В уроке 32 я привёл вариант интегратора при работе с импульсным сигналом. Если в схеме ООС поменять местами резистор и конденсатор каскад станет дифференциатором.
Не надо путать дифференцирующий усилитель и дифференциатор. Это совершенно разные каскады, выполняющие разные задачи и дифференцирующий каскад в составе схемы ОУ является только входным каскадом, но благодаря ему, ОУ и решает все задачи.
Дифференциатор, только внешне очень простой каскад, но функция дифференцирования одна из необходимых задач при обработке сигналов в электронике. Дифференцирование импульсных сигналов самая простая функция этого каскада. Она необходима для выделения фронтов импульсного сигнала при его обработке. Полученные при дифференцировании импульсы в дальнейшем служат для запуска других импульсных каскадов. Такую задачу может выполнить и простая дифференцирующая цепочка состоящая из конденсатора и резистора, но только в случае если прямоугольный сигнал имеет достаточную амплитуду для запуска следующих каскадов.
В каких случаях ещё применяется дифференцирование сигналов? Сама по себе функция дифференцирования – получение первой производной сигнала. Первая производная сигнала с датчика показывает скорость измеряемого процесса, следовательно, если блок отвечает за измерение скорости, то именно дифференциатор выделяет скорость процесса. Если ещё раз продифференцировать, получим пройденное расстояние.
В то же время дифференциатор, при определённом соотношении ёмкости конденсатора и резистора становится Фильтром Верхних Частот ( ФВЧ ).
От соотношения резисторов зависит коэффициент передачи фильтра, а от соотношения резистора R2 и ёмкости конденсатора С зависит начало ( уровень 0,707 ) полосы пропускания фильтра.
Интегратор прекрасно работает в качестве фильтра нижних частот, соотношения резисторов и ёмкости конденсатора позволяет регулировать частотную характеристику аналогично фильтру верхних каскад на дифференциаторе.
Объединив элементы ООС дифференциатора и интегратора получим полосовой фильтр, усиливающий сигнал в заданной полосе частот.
Существует очень много схем фильтров на основе ОУ. ФНЧ, ФВЧ, полосовые фильтры, полосно-заграждающие фильтры ( не усиливают частоты в заданной полосе ).
К схемам интегратора и дифференциатора, содержащих конденсаторы в цепях ООС, надо добавить схемы, выполняющие такие же функции, но в своём составе содержащие индуктивности.
Схемы с индуктивностями эквивалентны схемам с конденсаторами, но иногда для реализации очень трудно подобрать индуктивность с заданными значениями ( в основном из-за габаритов радиоэлемента ).
Но в цепях ООС можно устанавливать не только конденсаторы и индуктивности, но и совместное соединение конденсатор плюс индуктивность – колебательный контур, настроенный на заданную частоту!
Частота настройки определяется отношением индуктивности и ёмкости, а полоса пропускания определяется добротностью контура. Но параллельно контуру необходимо устанавливать шунтирующий резистор R1 для подбора коэффициента усиления каскада на частоте резонанса. А так как резистор подключен параллельно контуру, то он так же влияет на полосу пропускания.
Свойство режекторного каскада усиливать всю полосу частот за исключением частоты настройки последовательного контура.
В данной схеме резистор R3 влияет на полосу пропускания каскада.
Схемы Рис 8 и Рис 9 применяются редко из-за трудностей в подборе шунтирующих резисторов.
Все приведенные схемы просты по строению, но на базе простых схем можно получить более сложную, обладающую улучшенными свойствами.
В следующем материале рассмотрим различные варианты генераторов на основе ОУ.
Если материал понравился, и Вы нашли в нём полезное для себя не посчитайте за труд и оставьте свой отзыв! Очень буду рад прочитать Ваши комментарии.
Чаще заходите на мой канал, подписывайтесь! Информация учебного и познавательного характера будет регулярно пополняться!
Желаю Всем читателям здоровья и успехов в творчестве!!!
