Повторитель напряжения. 
Электротехника, электроника и схемотехника

Схема, представленная на рис. 14.6, является частым случаем цепи рис. 14.5, б_у когда R₂ = 0; /?, = °°. При этом коэффициент передачи по напряжению обращается в единицу:

поэтому г/_ВЬ1Х(?) = u_BX(t)> т. е. схема на рис. 14.6 обладает свойствами повторителя напряжения с очень большим входным сопротивлением и пренебрежимо малым выходным сопротивлением. Это идеальное промежуточное звено между высокоомным источником и низкоомной нагрузкой.

Рис. 14.6. Включение между источником сигнала и нагрузкой повторителя напряжения на О У

Схема дифференцирования

Расчетная методика, использующая соотношения, связывающие мгновенные значения тока i (t) и напряжения u (t) в элементах внешней цепи ОУ, достаточно рациональна и в тех случаях, когда внешняя цепь наряду с резисторами содержит только один накопитель энергии (обычно это конденсатор). К таким случаям относятся схемы дифференцирования (рис. 14.7, а) и интегрирования (рис. 14.8).

Рис. 14.7. Дифференцирующее устройство на ОУ:

а — схема устройства; б — график функции u_llx(t) для примера 14.3; в — график функции м_вмх(0 для примера 14.3.

Покажем, что цепь па рис. 14.7, а осуществляет функцию дифференцирования входного сигнала.

Из условия равенства потенциалов на инвертирующем и неинвертирующем входах ОУ следует:

Второе условие для идеального ОУ (равенство нулю токов на его входах) позволяет записать двойное равенство i (t) = i_BX(t) = i_c(t). Путем подстановки в него значений тока i (t) и i_c(t) получаем соотношение, связывающее и_вых(0 и u_m(t):

что и требовалось доказать.

Пример 14.3. На вход цепи, изображенной на рис. 14.7, я, в момент времени t = 0 подается напряжение u_nx(t), нарастающее по закону u_m(t) = 0,2(1 — е ¹⁰⁰⁰') (В).

Определить функцию м_вых(Г) и построить ее график, если R= 10 кОм; С =

= 0,1 10 ⁶Ф.

Решение

a) RC= 10 10^н 0,1 • 10 ^е = 1 • 10 ³ (с);

^б> Л ⁼⁰'² (-¹) (-¹⁰⁰⁰К^{1ОО0< = 200е 100}°'(В/с);

в) «~^RC ~di~ ^{= _1}'^{10 3}'²⁰⁰^^1О0°' ⁼ -0,2с⁴⁰⁰⁰' (В).

Графики функций u"_x(t) и и_пих(!:) приведен!, i на рис. 14.7, б и в соответственно.

Схема интегрирования

Покажем, что заданная на рис. 14.8 цепь осуществляет операцию интегрирования входного напряжения.

Равенство потенциалов на входах ОУ даст два уравнения:

0(0 = КО-

Рассматривая совместно полученные три уравнения, приходим к окончательному выражению, связывающему и"_ых(0 и u_h!i(i):

Таким образом,.

Итак, согласно соотношению (14.21) напряжение «_вых(0 на выходе цепи, изображенной на рис. 14.8, пропорционально интегралу от входного напряжения.

Рис. 14.8. Схема интегрирования.