Аналоговые схемы, работающие на линейных участках амплитудных характеристик.

Инвертирующий усилитель (рис.5.4) изменяет знак выходного сигнала относительно входного. На инвертирующий вход через резистор R1 подается U_вх и вводится параллельная отрицательная обратная связь по напряжению с помощью резистора R_о.с._. Коэффициент усиления

k_u.и= .

Для уменьшения погрешностей от изменения входных токов делают симметричные входы, выбирая R₂=R₁êêR_о.с.

Неинвертирующий усилитель (рис.5.5) не изменяет знак выходного сигнала относительно входного и

k_u.н= .

Вычитатель-усилитель (рис.5.6) предназначен для усиления разностных сигналов. Если R₁=R₂ и R_о.с=R, то U_вых=(U_вх2-U_вх1) .

Сумматоры. Схемы инвертирующего и неинвертирующего сумматоров приведены на рис.5.7, 5.8. Для инвертирующего сумматора выходное напряжение определяется по формуле

.

При равенстве входных сопротивлений R₁=R₂=R

U_вых=- (U_вх.1+U_вх.2+...+U_вх.n) - для инвертирующего сумматора;

- для неинвертирующего сумматора.

В схеме сумматоров переменным параметром является сопротивление обратной связи R_о.с, которое и определяет коэффициент усиления. Формулы приведены для постоянных величин (числовой сумматор) U_вх.1, U_вх.2 и т.д. В работе исследуется также инвертирующий геометрический сумматор, для которого складываются мгновенные значения U_вх.1 и U_вх.2.

Интегратор, схема которого показана на рис.5.9, реализует операцию

,

где t=R₁C_о.с - постоянная времени.

Дифференциатор (рис.5.10) выполняет операцию

u_вых=-R_о.сC =-t .

Для интегратора и дифференциатора на инвертирующий вход подаются прямоугольные импульсы с выхода симметричного мультивибратора. На рис.5.11,а приведен электрический аналог и на рис.5.11,б временные диаграммы, поясняющие принцип дифференцирования и интегрирования в электрических и электронных цепях.

Линейные усилители представлены инвертирующим усилителем (рис.5.12), для которого U_вых=- и избирательным усилителем (рис.5.13) с частотно-зависимым двойным Т-образным мостом на базе резисторов R₁, R_2, R₃ и конденсаторов C_1, C₂, C₃, подключенным по схеме отрицательной обратной связи, для которого w₀= . Мост выполняется симметричным, т.е. R₁=R₂=R, C₁=C₂=C и R₃= . Если C₃=C₁+C₂=2C, тогда w₀= .