Суматори аналогових сигналів на операційних підсилювачах

Схема сумування (інвертуючий суматор)

Принципова електрична схема інвертую чого суматора приведена на рис.5.16

... , причому:

Рис.5.16

Якщо прийняти, що R₁ = R₂ = … =R_n = R_ОЗ, напруга на виході схеми буде визначатись наступною формулою:

Якщо ж R₁ = R₂ = … =R_n = R, а R_ОЗ =R/n, то

Отже на виході схеми буде формуватись напруга рівна інвертуючому середньому арифметичному від n вхідних напруг. В зв’язку з цим такі схеми прийнято називати схемами усереднення.

 

Неінвертуючий суматор

Рис.5.17

Згідно з принципом віртуального замикання напруги на інвертуючому та неінвертуючому входах рівні між собою:

отже

або

Рівність даного виразу нулеві справджується якщо:

Оскільки , то підставимо значення :

Приймемо, що R₁=R₂=R3=R4=R, тоді

Отже

Замість підставимо в дане рівняння значення отримаємо:

,

при R1=R, R5=R2 отримаємо:

Отже вихідна напруга буде пропорційна сумі вхідних напруг при R1=R2.Тобто при коефіцієнті підсилення один:

У випадку аналогових ЕОМ операція множення виконується шляхом логарифмування відповідних величин, додаванням прологарифмованих відповідних величин і потенціювання результату сумування.

Рис.5.18

 

Підставивши значення , отримаємо:

 

R₃=R₄=R₅=R, отже

Нехай R₂=2R₁, то

При кількості входів рівній n формула матиме вигляд:

 

 

Використовуючи схеми логарифмування, сумування та потенціювання, можна побудувати схеми помножувача напруг.

Рис.5.19

 

В тому випадку якщо , тобто на обидва входи подається дві однакові напруги, то вихідна напруга буде пропорційна квадрату вхідної. Введемо умовне позначення цієї схеми

Рис.5.20

Якщо схему, яка виконує операцію піднесення до квадрату використати в якості ланки ОЗ, то ми отримаємо схему добування кореня квадратного:

Рис.5.21

Згідно з принципом віртуального замикання , в свою чергу

 

, а отже

 

тому

 

Розглянуті схеми помноження відносять до схем одноквадрантного помноження. Тобто обидві помножувані величини повинні бути додатної полярності. Існують схеми двох і навіть чотирьох квадрантного помноження, але вони використовують дещо інші принципи і, що найбільш важливо, обмежені лише двома множниками, а в цьому випадку число множників практично не обмежене. З іншого боку це відкриває можливість підносити не тільки до другого степеня, але й до третього, четвертого і т.д. якщо відповідні входи об'єднати. Отримавши схему піднесення до третього степеня, вмикаємо її в коло оберненого зв'язку операційного і отримуємо схему добування кубічного кореня.

№68

Автоматичне регулювання підсилення (АРУ), система, що автоматично змінює

посилення приймача електричних коливань при зміні напруги сигналу на його вході. У радіомовних приймачах АРУ іноді називають застарілим терміном

автоматичне регулювання гучності (АРГ), у приймачах провідного зв'язку -

автоматичним регулюванням рівня. У радіолокаційні й інших імпульсних

приймачах застосовують АРУ що враховують,особливост роботи в імпульсному режимі.

У більшості випадків напруги сигналів, що надходять на вхід приймача,

значно міняються: через відмінність потужностей передавачів і відстаней їх

від місця приймання, завмирань сигналів при поширенні, різкої зміни

відстаней і умов приймання між передавачем і приймачем, установленими на об'єктах, що рухаються (літаках, автомобілях і т.д.), і інших причин. Ці

зміни приведуть до неприпустимим коливань або викривлень сигналів у приймачі. Дія АРУ спрямоване на значне зменшення змін напруги вихідних

сигналів приймача в порівнянні із вхідними. Це здійснюється за допомогою ланцюгів, які передають выпрямлену детектором регулюючу напругу на бази

транзисторів або на керуючі сітки електронних ламп змінної крутості,

підсилювачів високої, проміжної частоти й перетворювача частоти,зменшуючи

їх підсилення зі збільшенням напруги сигналу на вході й навпаки (мал. 1).

У такий спосіб відбувається компенсація в приймачі змін напруги вхідних

сигналів.

В пристроях радіозв'язку поширено три типи АРУ: проста, затримана й

посилено-затримана. Наочно дію АРУ можна відобразити на амплітудній

характеристиці приймача (мал. 2). При відсутності АРУ амплітудна

характеристика виражається прямою лінією (А - на мал. 2): напруга сигналу

на виході прямо пропорційно вхідному. У результаті дії простій АРУ (В - на

мал. 2) відбувається тільки часткова компенсація зміни напруги вхідних

сигналів. Недолік простій АРУ - зниження посилення слабких сигналів -

усувається "затримкою" початку дії АРУ. Затримана АРУ (Б - на мал. 2) діє

так само, як і проста, коли напруга сигналу на вході перевищить деякий

рівень, обумовлений напругою затримки. Посилено-затриману АРУ з

підсилювачем постійного струму в ланцюзі зворотного зв'язку застосовують

для одержання більшої сталості напруги сигналу на виході приймача (Г - на

мал. 2). Найбільше застосування в приймачах знайшла затримана АРУ.