Уго операционный усилитель: ГОСТ 2.759-82 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные графические в схемах. Элементы аналоговой техники (с Изменением N 1), ГОСТ от 22 апреля 1982 года №2.759-82 – Операционный усилитель? Это очень просто!

Access to the site is allowed only for human.

Вы используете прокси или другую странную штуку.
Подтвердите что вы человек.
Отвечать нужно быстро

You are using a proxy or other strange thing.
Confirm that you are a person.

Основные свойства операционных усилителей | Основы электроакустики

Операционный усилитель (ОУ) – это высококачественный усилитель, выполненный в виде полупроводниковой интегральной схемы, предназначенный для усиления как постоянных, так и переменных сигналов.

        По принципу действия операционный усилитель сходен с обычным усилителем. Как и обычный усилитель, он предназначен для усиления напряжения или мощности входного сигнала. Однако, тогда как свойства и параметры обычного усилителя полностью определены его схемой, свойства и параметры операционного усилителя определяются преимущественно параметрами цепи обратной связи. Операционные усилители выполняют по схеме усилителей постоянного тока с нулевыми значениями входного напряжения смещения нуля и выходного напряжения. Они характеризуются также большим коэффициентом усиления, высоким входным и низким выходным сопротивлениями. Ранее подобные высококачественные усилители использовались исключительно в аналоговых вычислительных устройствах для выполнения таких математических операций, как суммирование и интегрирование. Отсюда и произошло их название – операционные усилители.

В настоящее время операционные усилители выполняются, как правило, в виде монолитных интегральных микросхем и по своим размерам и цене практически не отличаются от отдельно взятого транзистора. Благодаря отличным характеристикам операционных усилителей реализация различных схем на их основе оказывается значительно проще, чем на отдельных транзисторах. Поэтому операционные усилители вытесняют отдельные транзисторы как элементы схем во многих областях линейной схемотехники.

Чтобы определить, какой тип операционного усилителя подходит для конкретного случая его применения, достаточно, как правило, знания их основных характеристик. Тем не менее, для некоторых особых случаев использования операционных усилителей необходимо знание их внутренней структуры. В таких случаях следует использовать справочники.

Здесь рассматриваются основные параметры операционных усилителей, и, прежде всего те, которые используются для описания реально выпускаемых элементов, приводятся основные принципы построения схем на базе операционных усилителей с использованием внешних обратных связей.

         На рис.9.1 приведено условное графическое обозначение ОУ. Показанный усилитель имеет один выходной вывод (показывается справа) и два входных (изображаются с левой стороны). Знак  характеризует усиление. Вход, напряжение на котором сдвинуто по фазе на 180° относительно выходного напряжения, называется инвертирующим и на схеме обозначается знаком «-» или знаком инверсии ○, а вход, напряжение на котором совпадает по фазе с выходным напряжением – неинвертирующим и обозначается знаком «+», хотя обычно этот знак опускают.

Рис. 9.1. Условное графическое обозначение ОУ:

  •  а – без дополнительного поля;
  • б – с дополнительными полями;
  • NC – выводы балансировки;
  • FC – выводы частотной коррекции;
  • ЕП – выводы напряжения питания;
  • 0V – общий вывод 

         На принципиальных схемах обычно не показывают выводы напряжения питания и общего провода (но, естественно, подразумевают). В современных ОУ, как правило, нет отдельного вывода для общего провода. Выводы частотной коррекции FC и коррекции нуля NC используются только в специальных типах ОУ. Цепь внешней коррекции позволяет требуемым образом изменить частотную характеристику ОУ, что важно при введении в него различных цепей обратной связи. Следует отметить, что цепи коррекции часто встраиваются непосредственно в усилитель. Обычно в схемах указываются только два входа и выход. Подключение ОУ к источникам питания и источникам входных сигналов, показано на рис. 9.2.

Рис.9.2. Подключение ОУ к внешним цепям 

         Входной каскад ОУ выполняется в виде дифференциального усилителя, поэтому он имеет два входа. В области низких частот выходное напряжение UВЫХнаходится в той же фазе, что и разность входных напряжений, именуемая дифференциальным входным сигналом: UДИФ= UНЕИНВ  – UИНВ.         Операционные усилители предназначены для усиления дифференциального входного напряжения и для подавления синфазного входного сигнала – одинакового изменения сигналов .         Чтобы обеспечить возможность работы ОУ как с положительными, так и с отрицательными входными сигналами, используют двуполярное питающее напряжение. Для этого предусмотрены два источника постоянного напряжения, которые, как показано на рис.9.2, подключаются к соответствующим внешним выводам ОУ. Как правило, стандартные ОУ в интегральном исполнении работают с напряжениями питания ±3…±18В.         

В зарубежной литературе часто используют условные графические изображения, не соответствующие отечественному стандарту (рис.9.3).

Рис.9.3. Альтернативное условное графическое обозначение ОУ

 

 

 

 

2. Структурная схема операционного усилителя

Операционный усилитель (ОУ) — это УПТ с весьма большим коэффициентом усиления по напряжению. Характерной особенностью ОУ является наличие двух входов и одного выхода (рис 3). Один из входов обозначается символом » — » и называется инвертирующим. При подаче сигнала на этот вход выходной сигнал оказывается в противофазе с входным. Другой вход ОУ обозначается символом «+» и называется неинвертирующим. При подаче сигнала на этот вход выходной сигнал оказывается в фазе с входным сигналом. Условное графическое обозначение ОУ приведено на рис.3.

Питание ОУ осуществляется обычно от двухполярного источника. Термин «ОУ» дан потому, что первоначально ОУ предназначался для применения в аналоговых вычислительных машинах для выполнения математических операций, таких как суммирование, вычитание, масштабирование и т.д.

ОУ представляет собой многокаскадный УПТ. В зависимости от числа каскадов, вносящих основной вклад в коэффициент усиления, различают трех- и двухкаскадные ОУ.

Три и более усилительных каскада имели ОУ первоначальных разработок (60-е годы).

Cовременный ОУ — это усилитель напряжения, коэффициент усиления которого в полосе частот от 0 до нескольких десятков килогерц составляет величину 103 – 105 и является двухкаскадным. В его структуре можно выделить три основных элемента: входной каскад, усилитель напряжения и выходной каскад (рис.4).

Кроме того, схема ОУ может содержать еще ряд вспомогательных цепей, корректирующие цепи, схемы сдвига уровней, схемы защиты выходного каскада от перегрузки при коротком замыкании выхода, стабилизаторы напряжения и тока и т.д.

Входной каскад ОУ представляет собой дифференциальный усилитель, что обеспечивает высокое входное сопротивление ОУ и сравнительно малую чувствительность его основных характеристик к изменениям напряжения питания.

Этот усилитель имеет повышенный коэффициент усиления из-за специальных схемных решений. Например, вместо резисторов в коллекторные цепи включается динамическая нагрузка на основе транзисторов, в качестве УЭ используют транзисторы с большим коэффициентом усиления (супербета-транзистор) и т.д.

Усилитель напряжения в сочетании с входным каскадом предназначен для обеспечения основного усиления сигналов и обычно также представляет собой дифференциальный усилитель со схемами согласования его симметричного выхода с несимметричным входом оконечного (выходного) каскада.

Выходной каскад ОУ — это либо эмиттерный повторитель, либо, что встречается чаще в ИС, двухтактный усилитель с несимметричным выходом. Основная задача выходного каскада обеспечение необходимой мощности в нагрузке.

Таким образом, наличие двух симметричных входов делает этот усилитель многофункциональным элементом, так как указанное обстоятельство позволяет осуществить комбинацию различных цепей обратной связи и получать за счет этого схемы различного функционального назначения.

Операционные усилители — Статьи — Алпроф-электро

Немного истории

Сначала несколько слов о том, что такое операционные усилители (ОУ). Само название говорит о том, что с их помощью выполняются какие-то операции. Может быть это хирургический инструмент? Вовсе нет. Этот инструмент предназначен для выполнения различных математических операций.

Первоначально операционные усилители использовались в аналоговых вычислительных машинах (АВМ), в которых информация представлялась непрерывными сигналами в виде токов и напряжений.

Хотя в настоящее время АВМ ушли в прошлое, аналоговые сигналы, получаемые с различных датчиков (например, давление жидкости или угол поворота педали газа), используются до сих пор очень широко. И от этого просто некуда деться.

Чаще всего аналоговые сигналы преобразовываются в цифровые с помощью, например, АЦП, а дальнейшая их обработка производится в цифровом виде с помощью микропроцессров или микроконтроллеров.

Операционные усилители на электронных лампах

В первых, еще ламповых АВМ, математические операции над аналоговыми данными выполнялись с помощью специальных схем, которые и получили название операционные усилители. Естественно, что первые операционные усилители были ламповыми. Их внешний вид и схема показаны на рисунках 1 и 2.

Рисунок 1.

Рисунок 2.

Конструкция операционного усилителя понятна из рисунка: вся схема была собрана в одном корпусе и просто вставлялась в панельку с помощью октального цоколя как одна лампа. Элементной базой, как следует из рисунка 2, является пара ламп – двойных триодов. Как будто всего 4 транзистора.

Транзисторные операционные усилители

После появления на свет транзисторов операционные усилители стали выполняться в виде плат с разъемами, и такое положение дел продолжалось до тех пор, пока не были изобретены интегральные микросхемы. Это несколько улучшило общее положение дел, лишило схему всех «ламповых» недостатков: большая потребляемая мощность и низкая надежность ввиду ограниченного срока службы ламп. Но и транзисторные операционные усилители имели свои недостатки. В первую очередь их габариты были достаточно велики, хотелось бы поменьше.

Операционные усилители в интегральном исполнении

Первый интегральный операционный усилитель µA702 разработал в 1963 году сотрудник компании Fairchild Semiconductor Роберт Видлар. Прибор содержал всего лишь 9 транзисторов, но стоил целых 300 долларов, что позволяло применять его только в разработках для военной промышленности. Но в целом это был огромный шаг вперед, одно из величайших открытий в электронике.

Уже в 1965 году Роберт Видлар сконструировал операционный усилитель µA709, который стоил в производстве намного дешевле, всего 10 долларов. И даже такая цена не позволяла применять его для бытовой техники, но была вполне приемлема для промышленной автоматики и т.п. задач.

В 1967 году Видлар перешел на работу в National Semiconductor, где под его руководством разработали LM101, имевшую лучшие характеристики. В 1968 году компания Fairchild выпустила µA741, имевший внутреннюю частотную коррекцию, что сделало его работу еще более стабильной – операционный усилитель с внутренней коррекцией не склонны к самовозбуждению.

Как уже было сказано основное назначение операционного усилителя – выполнение математических операций над аналоговыми переменными, представленными напряжениями (суммирование, интегрирование, умножение и т.д.). Но впоследствии выяснилось, что ОУ очень универсальный элемент, и его применение просто безгранично: усиление сигналов, активные частотные фильтры, генераторы, компараторы и многое другое.

Сейчас операционные усилители выпускаются в таких количествах, что без их применения обойтись просто невозможно. К тому же цена этих электронных изделий в некоторых случаях очень низкая, а возможности весьма высоки. В одном корпусе размещается уже сразу несколько операционных усилителей, микропотребление энергии и очень низкий уровень собственных шумов приближают реальные усилители к идеальным. Все это позволяет применять операционные усилители даже в профессиональной звуковой аппаратуре (многоканальные микшеры), делает их просто незаменимыми.

Конечно, история появления и развития операционных усилителей намного длиннее и, наверно, интересней, но пока ограничимся этими сведениями.

Условные графические обозначения операционных усилителей

Или рассказ о треугольниках и прямоугольниках

Первые шаги в радиолюбительство начинаются, как правило, с использования дискретных транзисторов, которые, часто с некоторой долей иронии или, наоборот, уважения, бывалые специалисты называют просто «рассыпухой». На таких транзисторах можно сделать практически что угодно, но зачастую это занятие требует достаточно высокой квалификации исполнителя.

Простой пример: настройка высококачественного УМЗЧ может стоить жизни нескольким комплектам мощных дорогостоящих транзисторов. Чтобы этого не случилось, надо иметь достаточный опыт постройки подобных устройств, пользоваться различными защитными устройствами в цепях питания и нагрузки. В простейшем случае лампами накаливания соответствующего напряжения и мощности.

Гораздо быстрее конечных результатов на почве «усилителестроения» можно достичь, если использовать УНЧ в интегральном исполнении. Просто добавили несколько резисторов, конденсаторов, блок питания, темброблок, и, пожалуйста, перед вами готовый усилитель. Но здесь речь пойдет об усилителях операционных, их применении в радиолюбительских конструкциях.

Наверно, никто не будет в домашних условиях собирать АВМ и всякие сумматоры – диффиренциаторы. А очень широкое применение ОУ в усилителях, микшерах, да и просто при ремонте разной электронной техники потребует хотя бы начальных знаний об операционных усилителях. О чем и будет написано в этой статье.

Как обозначаются операционные усилители на электрических схемах

Как и все радиодетали операционных усилителей обозначаются на схемах при помощи УГО – условных графических обозначений. Обозначения могут быть весьма разнообразны, хотя, в общем, обозначают одно и то же. При первом знакомстве со схемами на операционных усилителях возникают сомнения, вдруг что-то сделаю не так, вдруг все просто сгорит.

Если не брать во внимание внутреннее устройство операционных усилителей, кстати, достаточно сложное на первый взгляд (уж таковы традиции интегральной электроники), внешне операционники выглядят просто и логично. Дальнейшее описание коснется как раз внешних выводов и их использования в различных схемах.

Современный операционный усилитель имеет, как правило, два входа, один выход и два вывода для подключения питания. Это минимальный «джентльменский» набор. Кроме упомянутых выводов могут присутствовать выводы для подключения элементов частотной коррекции, выводы для балансировки (подстройки нуля на выходе). Различные УГО для операционных усилителей показаны на рисунке 1. Рассмотрим их насколько возможно подробно.

Рисунок 3.

На рисунке 1а и 1б корпуса операционного усилителя показаны в виде равнобедренного треугольника. Да, это не более, чем корпус микросхмы. С левой стороны располагаются 2 входа: инвертирующий (обозначается знаком «минус» или маленьким кружочком) и неинвертирующий (обозначается знаком «плюс» или рисуется просто без кружочка). Замечание: если схема нарисована по «правилам хорошего тона», то все входы находятся слева, а выходы справа рассматриваемого элемента. Вспомогательные выводы, например, коррекции, питания, могут располагаться как угодно.

Вот, как раз в правом углу треугольника находится вывод с надписью «Выход», а сверху и снизу показаны выводы для присоединения питания, чаще всего двух полярного. Чтобы не перегружать, не затуманивать схему выводы, питания чаще всего, не показываются. Их присоединение указывается просто в примечаниях к схеме.

Корпус операционного усилителя может изображаться в виде прямоугольника, как показано на рисунке 1в. Все остальные части этого рисунка те же, что и случае треугольного корпуса.

Корпуса операционных усилителей

Современная полупроводниковая технология достигла таких совершенств, что число полупроводниковых структур в одном корпусе просто не поддается учету. Достаточно вспомнить современные микропроцессоры, количество транзисторов в которых исчисляется миллиардами штук. Поэтому разместить в одном корпусе несколько операционных усилителей, содержащих всего-то несколько десятков транзисторов дело даже очень простое.

Рисунок 4.

Расположение выводов операционных усилителей различного типа в одних и тех же корпусах одинаково, что позволяет очень просто их заменять, особенно в случаях, когда операционные усилители установлены в разъемах — панельках. Но, в то же время, операционные усилители одного типа может быть изготовлен в совершенно разных корпусах. Это разнообразие требуется в условиях массового и крупносерийного производства в основном для удобства разработки печатных плат и всей конструкции электронного устройства.

На рисунке 3 показаны операционные усилители, выполненные в корпусах DIP8, DIP14.

 

Рисунок 5.

На рисунке 4 показан операционный усилитель типа 4558 в корпусе типа SIP-8 — однорядный восьмивыводный корпус.

Рисунок 6.

В настоящее время все большую популярность завоевывают операционные усилители в корпусах для поверхностного монтажа – SMD.

Рисунок 7.

В следующей статье будет рассмотрен идеальный операционный усилитель, его входы и выходы и некоторые основные свойства, которые пригодятся в процессе самостоятельной разработки и изготовления (читай просто пайки на досуге) различных схем «для души». И уж совсем хорошо, если процесс пайки будет заменен беспаечными макетными платами, о которых уже статья уже была.

Практическое применение операционных усилителей.Часть первая.

РадиоКот >Статьи >

Практическое применение операционных усилителей.Часть первая.

Всем привет.
В этой статье мы обсудим некоторые аспекты практического применения операционных усилителей в повседневной жизни радиолюбителя.
Не растекаясь мыслею по древу и не вдаваясь в дремучие теоретические основы работы вышеозначенного усилителя, давайте все же обозначим некоторые основные термины и понятия, с которыми нам предстоит столкнуться в дальнейшем.
Итак — операционный усилитель. Далее будем называть его ОУ, а то очень лень писать каждый раз полностью.
На принципиальных схемах, чаще всего, он обозначается следующим образом:

На рисунке обозначены три самых главных вывода ОУ — два входа и выход. Разумеется, есть еще выводы питания и иногда выводы частотной коррекции, хотя последнее встречается все реже — у большинства современных ОУ она встроенная. Два входа ОУ — Инвертирующий и Неинвертирующий названы так по присущим им свойствам. Если подать сигнал на Инвертирующий вход, то на выходе мы получим инвертированный сигнал, то бишь сдвинутый по фазе на 180 градусов — зеркальный; если же подать сигнал на Неинвертирующий вход, то на выходе мы получим фазово не измененный сигнал.

Так же как и основных выводов, основных свойств ОУ тоже три — можно назвать их ТриО (или ООО — кому как нравится): Очень высокое сопротивление входа, Очень высокий коэффициент усиления (10000 и более), Очень низкое сопротивление выхода. Еще один очень важный параметр ОУ называется скорость нарастания напряжения на выходе (slew rate на буржуинском). Обозначает он фактически быстродействие данного ОУ — как быстро он сможет изменить напряжение на выходе при изменение оного на входе.
Измеряется этот параметр в вольтах в секунду (В/сек).
Этот параметр важен прежде всего для товарищей, конструирующих УЗЧ, поскольку, если ОУ недостаточно быстрый, то он не будет успевать за входным напряжением на высоких частотах и возникнут изрядные нелинейные искажения. У большинства современных ОУ общего назначения скорость нарастания сигнала от 10В/мксек и выше. У быстродействующих ОУ этот параметр может достигать значения 1000В/мксек.
Оценить — подходит ли тот или иной ОУ для ваших целей по скорости нарастания сигнала можно по формуле:

где, fmax — частота синусоидального сигнала, Vmax — скорость нарастания сигнала, Uвых — максимальное выходное напряжение.
Ну да не будем больше тянуть кота за хвост — приступим к главной задаче этого опуса — куда, собственно, эти клевые штуки можно воткнуть и что из этого можно получить.

Первая схема включения ОУ — инвертирующий усилитель.

Наиболее популярная и часто встречающаяся схема усилителя на ОУ. Входной сигнал подается на инвертирующий вход, а неинвертирующий вход подключается к общему проводу.
Коэффициент усиления определяется соотношением резисторов R1 и R2 и считается по формуле:

Почему «минус»? Потому что, как мы помним, в инвертирующем усилителе фаза выходного сигнала «зеркальна» фазе входного.
Входное сопротивление определяется резистором R1. Ежели его сопротивление, например 100кОм, то и входное сопротивление усилителя будет 100кОм.

Следующая схема — инвертирующий усилитель с повышенным входным сопротивлением.
Предыдущая схема всем хороша, за исключением одного нюанса — соотношение входного сопротивления и коэффициента усиления может не подойти для реализации какого-либо специфического проекта. Ведь что получается — допустим, нам нужен усилитель с К=100. Тогда, исходя из того, что значения резисторов должны быть в разумных пределах берем R2=1Мом, а R1=10кОм. То есть, входное сопротивление усилителя будет равным 10 кОм, что в некоторых случаях недостаточно.
В этих самых случая можно применить следующую схему:

В данном случае, коэффициент усиления считается по следующей формуле:

То есть, при том же коэффициенте усиление сопротивление R1 можно увеличить, а значит и повысить входное сопротивление усилителя.

Едем дальше — неинвертирующий усилитель.
Выглядит он следующим образом:

Коэффициент усиления определяется так:

В данном случае, как видите, никаких минусов нет — фаза сигнала на входе и на выходе совпадает.
Основное отличие от инвертирующего усилителя заключается в повышенном входном сопротивлении, которое может достигать 10Мом и выше.
Если при реализации данной схемы в практических конструкциях, необходимо предусмотреть развязку с предыдущими каскадами по постоянному току — установить разделительный конденсатор, то нужно между входом ОУ и общим проводом включить резистор сопротивлением около 100кОм, как показано на рисунке.

Если этого не сделать, то ОУ перевозбудится и ничего дельного вы от него не получите. Ну кроме половины питания на выходе.

Усилитель с изменяемым коэффициентом усиления.

Примем R1=R2=R3=R. И введем некую переменную А, которая может принимать значения от 1 до 0 в зависимости от поворота движка переменного резистора R3.
Тогда коэффициент усиления можно определить так:
K=2A-1
Входное сопротивление практически не зависит от положения движка переменного резистора.
Так, с усилителями разобрались — дальше у нас по плану — фильтры.

Вопросы, как обычно, складываем тут.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

16. Элементы аналоговой техники — Условные графические обозначения на электрических схемах — Компоненты — Инструкции


К элементам аналоговой техники относятся всевозможные усилители (в том числе суммирующие, интегрирующие, дифференцирующие и т. п.), функциональные преобразователи, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, электронные ключи, коммутаторы и т. п. Многие из этих устройств выпускаются в виде интегральных микросхем, потому их код в позиционных обозначениях на схеме — латинские буквы DA. Рядом с позиционным обозначением обычно указывают тип элемента, а возле выводов — их номера (часто говорят — «цоколевку» ).

 
 Условные графические обозначения изделий этой группы построены аналогично символам элементов цифровой техники: как и последние, кроме основного, они могут содержать одно или два дополнительных поля, их размеры также определяются числом выводов, числом знаков в метках и обозначении функции и т. п. Входы элементов аналоговой техники располагают слева, выходы — справа. При необходимости УГО изображают повернутым на 90° по часовой стрелке (входы — сверху, выходы — снизу). Прямые входы и выходы обозначают линиями, присоединяемыми к контуру УГО без каких-либо знаков,  инверсные — с кружком  в месте присоединения (см. рис. 15.2).

 
 Как и в цифровой технике, в основном поле УГО элемента аналоговой техники указывают его функциональное назначение. Обозначение функции может состоять из букв латинского алфавита, арабских цифр и специальных знаков. Обозначения наиболее часто встречающихся функций приведены в табл. 16.1.

 

 Таблица 16.1    Условное обозначение некоторых функций

Наименование функцииКод
ДетектированиеDK
ДелениеX:Y или x:y
Деление частоты:FR или :fr
ДифференцированиеD/DT или d/dt
Интегрированиеint или ∫
ЛогарифмированиеLOG или log
ЗамыканиеSWM
РазмыканиеSWB
ПереключениеSWT
ПреобразованиеX/Y или x/y
Сравнение=
СуммированиеSM
Тригонометрические функции (например, тангенс)TG или tg
УмножениеXY или ху
ФормированиеF
Усиление> или
Преобразование цифроаналоговое   #/Λ
Преобразование аналого-цифровоеΛ/#

 

 Символы сложных функций комбинируют из простых, располагая их в последовательности обработки сигнала. Допускается использовать обозначения для элементов цифровой техники (см. табл. 15.1).
Назначение выводов указывают метками, помещаемыми в дополнительных полях. Обозначения некоторых основных меток приведены в табл. 16.2.

 

Таблица 16.2   Обозначение некоторых выводов аналоговых устройств

Метка выводаКод
Начальное значение интегрирования1
Установка начального значенияS
Установка в состояние 0R
Поддержание текущего значения сигналаH
Строб, тактC
ПускST
Балансировка(коррекция 0)NC
Коррекция частотнаяFC
Питание от источника напряжения (общее обозначение)U
Питание от источника напряжением -15 В-15U
Общий вывод0V

  Часть из них допускается использовать и в качестве дополнительных характеристик элемента (в этом случае их помещают после символа функции) или сигналов (например, знаки аналогового и цифрового сигналов изображают над выводами элемента, чтобы отличить вид сигнала).

 
 Общее обозначение усилителя показано на рис. 16.1 (DA1). О том, что это — усилитель, говорит знак в виде треугольника. Слева от него (на месте буквы ƒ ) указывают функцию, выполняемую усилителем (например, дифференцирование, логарифмирование), справа (на месте буквы m) — коэффициент усиления (если он общий для всех выходных сигналов). На месте меток W1—Wn записывают весовые коэффициенты входных сигналов, а меток m1—mk, — частные коэффициенты усиления сигналов, снимаемых с соответствующих выходов.

 
 Если коэффициент усиления всех сигналов одинаков, в основном поле можно указать его значение. Если же коэффициент усиления равен 1 или настолько велик, что знание конкретной величины не имеет значения, его допускается не указывать (в последнем случае можно вписать знак бесконечности ∞ или прописную букву М).

 
 С учетом сказанного, УГО с позиционным обозначением DA1 на рис. 16.2 обозначает инвертирующий усилитель с коэффициентом усиления 5.

 

 Под позиционным обозначением DA2 изображено УГО так называемого операционного усилителя. У него один выход и два входа: прямой (или неинвертирующий, так как фаза выходного сигнала совпадает с фазой сигнала, поданного на этот вход) и инверсный (инвертирующий; фаза выходного сигнала сдвинута на 180° относительно сигнала на этом входе). 

 

  Выводы с метками «-15V» и «+15V» предназначены для подключения двуполярного источника питания ±15 В, с метками FC — для подсоединения цепи, корректирующей АЧХ усилителя, выводы NC — для подключения элементов балансировки по постоянному току, вывод металлического корпуса (метка в виде ; желательно не путать с общим выводом, который должен обозначаться 0V) — для соединения с общим проводом устройства, в которое входит операционный усилитель.

 
 Отличительный признак суммирующего усилителя — буквы SM или общепринятый символ математической суммы — греческая буква Σ. Для примера на рис. 16.2 изображен суммирующий усилитель DA3 с коэффициентом усиления 20. С учётом указанных весовых коэффициентов напряжение  на   выходе   должно   быть  равно

U = 20(0,2а + 0,2b + 0,5с + 2d) =  4а + 4Ь + 10с + 40d.

 
 Позиционное обозначение DA4 на рис. 16.2 принадлежит дифференцирующему усилителю с общим коэффициентом усиления 3 и двумя входами с весовыми коэффициентами 0,5 и 3 соответственно. Его выходное напряжение определяется формулой

 Элементы аналоговой техники могут управляться цифровыми сигналами. Чтобы отличить выводы, предназначенные для этой цели, над ними помещают знак цифровой информации в виде двойного креста #. На рис.16.2 изображен интегрирующий усилитель DA5, управляемый цифровыми сигналами. У него два аналоговых входа а и b с весовыми коэффициентами 3 и 5, вход для подачи сигнала начального значения интегрирования I, три входа цифрового управления (С — для подачи тактирующего импульса, S — для установки начального значения, Н — для поддержания текущей величины сигнала) и инверсный выход. При уровне сигнала d, соответствующем лог. «1»,   а   сигналов   е и ƒ —  лог.«0»,   выходное   напряжение   равно

 

 На рис. 16.3 приведены условные графические обозначения некоторых функциональных преобразователей — устройств, осуществляющих перемножение, деление и другие действия над аналоговыми сигналами. Для примера изображены УГО перемножителя (DA1; U= 5ab), делителя (DA2; U= a/b), В обозначении функции деления использовать косую чёрту вместо двоеточия не разрешается.

 
 Общее УГО преобразователя сигналов из одного вида в другой DA3 показано на рис. 16.3. Вместо букв х и у в основное поле могут быть вписаны обозначения обрабатываемой информации, например, напряжение (U), частота (f), длительность импульса ( τ ) и т. п., а также ее вид (аналоговая или цифровая). Примеры УГО этой группы приведены с позиционными обозначениями DA4 (преобразователь напряжения в частоту), DA5 и DA6 (соответственно аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи).

 
 В основном поле УГО электронных ключей и коммутаторов вместо буквенного кода (табл. 16.1) можно помещать символы соответствующей группы контактов (замыкающих, размыкающих и переключающих), что придает УГО большую наглядность, как это показано на рис. 16.4. Поскольку подобные устройства обычно управляются цифровыми сигналами, неотъемлемой частью их УГО являются входы для этих сигналов. Так, через электронные ключи DA1 аналоговый сигнал проходит в любом направлении при подаче на цифровой вход (обозначен #) напряжения логической «1» и не проходит, если это напряжение имеет уровень «О», в ключах DA2 — наоборот, проходит при уровне «О» и не проходит при уровне «1».

 

 Электронный коммутатор DАЗ управляется цифровыми сигналами через логический элемент «И» (об этом свидетельствует знак & в зоне дополнительного поля, к которой присоединены выводы с символами цифрового сигнала). В этом случае при поступлении на оба управляющих входа напряжений с уровнем 1 аналоговый сигнал проходит на выход 2, а при всех других значениях цифровых сигналов — на выход 1.

 

 

 

 

 

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о