Дифференцирующие операционные усилители

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н. П. ОГАРЕВА»

Институт электроники и светотехники

Кафедра электроники и электротехники

КУРСОВАЯ РАБОТА

по курсу: «Электроника»

           на тему: «Дифференцирующие операционные усилители»

Автор курсовой работы ___________________________ Крючков А.С.

Специальность 13.03.02 «Электроэнергетика и Электротехника»

Руководитель работы

к.т.н. доцент             ______________________________   С.И. Масляев

                                                                                                                                                                               Оценка__________

Саранск 2016

Содержание:

1. Введение……………………………………...……………….....................3

          2. Устройство  ………………………………………………....…...................4

3. Построение дифференциатора ...…………………………………...........6

4. Моделирование схемы……………………………………………............9

5. Заключение……………………………………….......................................13

6. Список используемой литературы .............................................................14

Введение

Двумя типами базовых схем операционных усилителей, широко применяемыми в электронных контроллерах, являются интегрирующие усилители и дифференцирующие усилители.

Их часто называют упрощенно интегратором и дифференциатором, соответственно. Интеграторы используются в интегральных схемах или схемах возврата электронных контроллеров. Дифференциаторы используются в схемах контроллеров, отображающих скорость изменения переменных параметров процессов. Более подробнее рассмотрим дифференцирующий операционный усилитель.

Дифференцирующий усилитель (дифференциатор) — это устройство, выходное напряжение которого пропорционально скорости изменения сигнала на входе. Дифференцирующий усилитель предназначен для получения выходного сигнала пропорционального скорости изменения входного. При дифференцировании сигнала ОУ должен пропускать только переменную составляющую входного напряжения, а коэффициент усиления дифференцирующего звена должен возрастать при увеличении скорости изменения входного напряжения.

Для предварительного усиления слабого дифференциального сигнала в высокоточных системах от усилителя требуются высокие параметры точности коэффициента усиления, и во многих случаях также большое входное сопротивление.  Точность коэффициента усиления обычно обеспечивают применением глубокой отрицательной обратной связи, охватывая ею операционный усилитель. Однако дифференциальный усилитель на базе одного операционного усилителя не обеспечивает высокого входного сопротивления порядка нескольких мегаом, поэтому зачастую применяют сборку. Инструментальные дифференциальные усилители применяются для точного съёма напряжений с плеч электронного моста и других датчиков с малым выходным импедансом.

Устройство

Дифференциатор представляет собой тип операционного усилителя, действие которого прямо противоположно действию интегратора. Иными словами, при наличии изменяющегося входного напряжения в какой-то период времени в дифференциаторе образуется неизменное выходное напряжение. 

На Рис. 1 представлена базовая схема дифференциатора. В этой схеме входное напряжение Ein подается на инвертирующий зажим, неинвертирующий зажим заземлен. В действительности, и для интеграторов и для дифференциаторов нет необходимости в заземлении неинвертирующего зажима – на него может подаваться напряжение. В таком случае напряжение на неинвертирующем зажиме будет служить опорным напряжением, и выходное напряжение будет соотноситься с ним. Выходное напряжение Eout формируется через резистор цепи обратной связи Rfb.