Решающий Усилитель
Решающий Усилитель в Энциклопедическом словаре:
Решающий Усилитель - в средствах аналоговой вычислительной техники -комплексное устройство, состоящее из усилителя постоянного тока и внешнихрадиоэлементов, образующих цепь отрицательной обратной связи; предназначендля выполнения некоторых математических операций (напр., суммирования,интегрирования, умножения на постоянный коэффициент) над аналоговымивеличинами. Усилитель без цепи обратной связи называется операционнымусилителем.
Определение «Решающий Усилитель» по БСЭ:
Решающий усилитель - в аналоговых вычислительных машинах, комплексное устройство, состоящее из постоянного тока усилителя и внешних элементов, образующих цепь обратной связи, предназначен для выполнения некоторых математических операций над аналоговыми величинами (как, например, суммирование, интегрирование, дифференцирование, умножение на постоянные коэффициенты и др.). Отсюда собственно усилитель без цепи обратной связи получил название операционного усилителя (ОУ). Р. у. могут быть пневматическими, гидравлическими, магнитными и др.; наиболее распространены электронные Р. у., в которых в качестве сигналов используется электрическое напряжение или ток.
При появлении на входах Р. у. (рис. 1) одного или нескольких входных напряжений через входные сопротивления протекают токи l1,..., Iт, суммирующиеся в точке Z на входе ОУ. Поскольку коэффициент усиления ОУ делают очень большим, напряжение в точке
Σ практически равно 0. Благодаря этому
I1 + I2 + ... + In = Iос.
|
Но
I1 =
| Uвх1
Z1
| , ..., In =
| Uвхn
Zn
| , Iос =
| Uвых
Zос
|
и поэтому
Отношение Z
ос ⁄ Z
i определяет заданную математическую операцию по входу i. Если Z
ос ⁄ Z
i = 1, то Р. у. осуществляет алгебраическое суммирование входных напряжений. Если Z
ос ⁄ Z
i = k
i,
причём Z
i и Z
oc - активные сопротивления, то суммирование осуществляется с одновременным умножением слагаемых на постоянные коэффициенты k
i. В случае
включения в цепь обратной связи комплексных сопротивлений происходит
более сложное
преобразование входных сигналов во времени.
Например, если Z
i - активные сопротивления (равные R
i), а цепь обратной связи образована
ёмкостью C
oc, то
Uвых =
| n ∑ i=1
| t ∫ 0
| Uвхi(t)
Ri·Cос
| ,
|
т. е. происходит интегрирование суммы входных напряжений по времени. При
использовании в цепях обратной связи нелинейных сопротивлений Р. у. позволяют
выполнять нелинейные операции
(возведение в
степень, нахождение тригонометрических функций,
перемножение и др.).
Погрешность при выполнении операций Р. у. обусловлена
неточностью номиналов элементов цепи обратной связи, их нестабильностью и неидеальностью ОУ.
Погрешность тем
меньше, чем
больше коэффициент усиления k
y и входное сопротивление ОУ и чем меньше его
выходное сопротивление.
Значительное влияние на
увеличение погрешности оказывают
паразитный входной ток I
П, генерируемый ОУ,
сдвиг нуля En и их нестабильность -
дрейф во времени и при
изменении температуры (см.
Дрейф нулевого уровня), а
также шумы. Динамическая
погрешность Р. у. тем меньше, чем шире
полоса пропускания и больше
частота среза f
CP (при которой k
y ∼ 1), а также чем больше
скорость нарастания U
вых.
Высококачественные ОУ
обычно строят с несколькими параллельными каналами усиления (рис. 2). Такие ОУ обеспечивают k
y = 10
8-10
9, I
п = 10
−12-10
−10 а, E
n = 1-50 мкв, f
cp = 1-100 Мгц. ОУ с
одним каналом усиления имеют k
y = 10
−11-10
−6, I
п = 10
−11-10
−6, ƒ
cp = 1-20 Мгц.
Лит.: Полонников Д. Е., Решающие усилители, М., 1973;
Проектирование и
применение операционных усилителей, пер. с англ., М., 1974.
Д. Е. Полонников.
Рис. 1. Структурная
схема решающего усилителя: U
вх1,..., U
вхn - напряжения (сигналы) на входах решающего усилителя; Z
1, ..., Z
n - входные сопротивления; Σ - суммирующая точка; Z
oc - сопротивление цепи обратной связи; U
вых - выходное напряжение (сигнал); ОУ - операционный усилитель.
Рис. 2. Структурная схема операционного усилителя: Bx - вход операционного усилителя; С -
разделительные конденсаторы; У
1 - усилитель низкой частоты и постоянного тока; У
2 -
высокочастотный усилитель с k
y ∼ 1; У
з - усилитель средней частоты; У
4 - выходной широкополосный усилитель; Вых -
выход операционного усилителя.
Решающий
Решающий Усилитель
Решение