Общие сведения

Для суммирования нескольких напряжений обычно применяется операционный усилитель в инвертирующем включении (рис. 3.7.1.а). Входные напряжения через добавочные резисторы подаются на инвертирующий вход усилителя. Поскольку потенциал этой точки равен нулю, а ток через сопротивление обратной связи равен сумме токов в добавочных сопротивлениях, получим:

При R₁ = R₂ = … = R_n = R_ВХ, получим:

Рис. 3.7.1

Простейшая схема интегрирования представлена на рис. 3.7.1б. В ней мгновенное значение выходного напряжения равно напряжению на конденсаторе:

Но i_C(t)=-i_ВХ(t) = -u_ВХ(t)/R, поэтому

Постоянное слагаемое u_вых(0) определяет начальное условие интегрирования. Для «обнуления» начальных условий конденсатор необходимо перед началом интегрирования разрядить. При отсутствии входного сигнала выходное напряжение может дрейфовать вследствие интегрирования токов утечки. Для уменьшения этого дрейфа параллельно конденсатору включают большое сопротивление R_ОС. Но оно ограничивает частотный диапазон интегратора в области низких частот.

Амплитудно-частотная характеристика идеального интегрирующего усилителя описывается выражением:

Поменяв местами конденсатор с резистором в схеме интегрирования, получим дифференцирующий усилитель (рис. 3.7.1в). Резистор R1<<R вводится для повышения устойчивости усилителя на высоких частотах.

В этой схеме:

Выражение амплитудно-частотной характеристики дифференцирующего усилителя имеет вид:

При снятии частотных характеристик в данной работе входное и выходное напряжения измеряются с помощью миниблока «Измерительный преобразователь» («ИП»). Постоянное напряжение на его выходе равно действующему значению синусоидального напряжения на входе. Непосредственное измерение синусоидального напряжения мультиметром невозможно, так как его частотный диапазон ограничен от 40 до 400 (или 1000) Гц.К этому миниблоку необходимо подвести питание + и – 15 В, а также подсоединить к нему общую точку источника 0. В ходе работы входной зажим Измерительного преобразователя подключается к входу и выходу схемы усилителя, а вольтметр постоянного напряжения всегда остаётся подключённым к выходным зажимам измерительного преобразователя. Необходимо только переключать пределы измерения мультиметра в соответствии с уровнем измеряемого напряжения.