На основе заданного операционного усилителя разработать схему сумматора для выполнения заданной операции при сопротивлении обратной связи Rос. Описать работу схемы, осуществить моделирование её работы при U1= U2= U3= U4=(0,1 В – группа №1; 0,2 В – группа №2;0,3 В – группа №3; 0,4 В – группа №4).Исходные данные приведены в таблице 3.2.
Таблица 3.2 – Исходные данные
| Номер варианта | Тип операционного усилителя | Операция | Rос,кОм |
| 1 | КР140УД7 (μA741CD) | 5U1 - U2 +2U3-2U4 | 200 |
| 2 | КР140УД11 (LM318N8) | 3U1 +2U2 -2U3-U4 | 100 |
| 3 | КР140УД14 (LM308AM8) | 3U1 -2U2 +2U3-4U4 | 160 |
| 4 | КР1408УД1 (LM343H) | - U1 +5U2 +2U3-3U4 | 240 |
| 5 | КР140УД18 (LF355BN) | - U1 + 2U2 +U3-5U4 | 360 |
| 6 | К140УД10 (LM118P) | 2U1 +3U2 -U3-4U4 | 180 |
| 7 | КР140УД7 (μA741CD) | -2U1 +5U2 + 2U3-U4 | 300 |
| 8 | КР140УД11 (LM318N8) | 4U1 -2U2 -2U3+U4 | 82 |
| 9 | КР140УД14 (LM308AM8) | 4U1 - U2 -2U3+5U4 | 91 |
| 10 | КР1408УД1 (LM343H) | -2U1 +5U2 -2U3+3U4 | 68 |
| 11 | КР140УД18 (LF355BN) | 5U1 - U2 +3U3-2U4 | 75 |
| 12 | К140УД10 (LM118P) | 3U1 +3U2 -2U3-U4 | 82 |
| 13 | КР140УД7 (μA741CD) | 3U1 -2U2 +5U3-4U4 | 91 |
| 14 | КР140УД11 (LM318N8) | - U1 +5U2 +5U3-3U4 | 100 |
| 15 | КР140УД14 (LM308AM8) | - U1 + 2U2 +3U3-5U4 | 110 |
| 16 | КР1408УД1 (LM343H) | 2U1 +3U2 -5U3-4U4 | 120 |
| 17 | КР140УД18 (LF355BN) | -2U1 +5U2 + U3-U4 | 130 |
| 18 | К140УД10 (LM118P) | 4U1 - U2 -2U3+U4 | 150 |
| 19 | КР140УД7 (μA741CD) | 4U1 - 2U2 -2U3+5U4 | 160 |
| 20 | КР140УД11 (LM318N8) | -2U1 +7U2 -2U3+3U4 | 180 |
| 21 | КР140УД14 (LM308AM8) | 5U1 - U2 +2U3-U4 | 200 |
| 22 | КР1408УД1 (LM343H) | 3U1 +2U2 -2U3-2U4 | 220 |
| 23 | КР140УД18 (LF355BN) | 3U1 -2U2 +2U3-5U4 | 240 |
| 24 | К140УД10 (LM118P) | - U1 +5U2 +2U3-6U4 | 270 |
| 25 | КР140УД7 (μA741CD) | - U1 + 2U2 +U3-8U4 | 300 |
| 26 | КР140УД7 (μA741CD) | 2U1 +3U2 -U3-6U4 | 200 |
| 27 | КР140УД11 (LM318N8) | -2U1 +5U2 + 2U3-3U4 | 100 |
| 28 | КР140УД14 (LM308AM8) | 4U1 -2U2 -2U3+2U4 | 160 |
| 29 | КР1408УД1 (LM343H) | 4U1 - U2 -2U3+7U4 | 240 |
| 30 | КР140УД18 (LF355BN) | -2U1 +5U2 -2U3+5U4 | 360 |
| 31 | КР140УД11 (LM318N8) | 6U1+U2-2 U 3 -3 U 4 | 51 |
Пример решения задачи 2. Вариант 31
Схема параллельного сумматора для реализации заданной функции приведена на рисунке 3.4. Принцип ее работы описан в [2]. Количество неинвертирующих входов соответствует числу положительных, а число инвертирующих – числу отрицательных членов функции.
Рисунок 3.4 – Схема параллельного сумматора на ОУ КР140УД11
Выходное напряжение параллельного сумматора
U вых= 
Kiн·Uiн – 
Kiи·Uiи,
где Kiн,Uiн, Kiи,Uiи – коэффициенты усиления (весовые коэффициенты) и входные напряжения по каждому из неинвертирующих и инвертирующих входов;
,
где Roc– сопротивление обратной связи (резистор R5);
Ri – сопротивление в цепи данного входа. По заданному значению R5 и весовым коэффициентам входов (K1 = 6, K2 = 1, K3 = 2, K4 = 3) определяем:
кОм;
кОм;
кОм;
кОм.
Принимаем сопротивления из стандартного ряда (приложение В):R1=8,2 кОм; R2 =51 кОм; R3 =24 кОм; R4 =16 кОм.
Для нормальной работы сумматора надо уравнять сопротивления по обоим входам. В противном случае входные токи ОУ вызовут на них неодинаковое падение напряжений и на входе ОУ появится разностный сигнал, который будет им усилен. На выходе будет Uвых при отсутствии Uвх. Входное сопротивление по инвертирующему входу
мОм-1
(RИ=8 кОм);
по неинвертирующему входу
кОм
Для уравнивания входных сопротивлений параллельно инвертирующему входу надо включить резистор R6 так, чтобы
;
кОм.
Выходное напряжение при выполнении данной операции Uвых=
= 6U + U – 2U – 3U = 2U. При максимальном выходном напряжении ОУ Uвыхmax=12 В единичное входное напряжение (равное по всем входам)
В.
При единичном входном напряжении 100 мВ U1 = U2 = U3 =
= U4 = 100 мВ. Для выходного напряжения за счет первого входа Uвых1 = K1U1 = 6·100 = 600 мВ. Длядругих входов Uвых2 = K2U2 = 1·100 =100 мВ, Uвых3 = =–K3U3 = –2·100 = –200 мВ, Uвых4 = –K4U4 = –3 × 100 = –300 мВ. Выходное напряжение сумматора
600+100-200-300=200 мВ.
Модель параллельного сумматора на ОУ в среде Multisim (файл «Сумматор на ОУ.ms11») приведена на рисунке 3.5. Результаты моделирования при входных напряжениях:U1 = U2 = U3 =
= U4 = 100 мВ;U вых =191мВ≈ 200мВ, что соответствует расчёту.
Рисунок 3.5 – Модель параллельного сумматора на ОУ
Дата: 2018-12-21, просмотров: 777.
