Практикум по курсу «Усилительные устройства», представлены теоретические сведения и основные характеристики оу, описание порядок выполнения лабораторных работ

Выпрямители
Выпрямители среднего значения дают на выходе напряжение, постоянная составляющая которого пропорционально среднему значению выпрямленного входного напряжения. Работа подобных выпрямителей основана на том. Что при одной полярности входного напряжения с некоторым масштабным коэффициентом подается на выход. А при другом - выходное напряжение поддерживается равном нулю (однополупериодный выпрямитель) или инвертированному входному напряжению (двухполупериодный выпрямитель). Использование ОУ в точных выпрямителях преследует цель уменьшить погрешности преобразования, обусловленные не идеальными ВАХ диодов.
Выпрямитель, схема которого приведена ниже, построен на основе инвертирующего усилителя, содержащего диод в цепи ОС.

Рис. 2.18

При положительной полярности входного сигнала открыт диод Д1 и ОС замыкается через резистор R2. При отрицательной полярности входного сигнала ток ОС течет через диод Д2 и резистор R3. Таким образом, при синусоидальном входном сигнале на зажимах Uвых 1 будут присутствовать положительные полуволны напряжения, и на зажимах Uвых 2 - отрицательные, соответствующие однополупериодному выпрямлению входного сигнала. Поскольку открытый диод входит в прямую цепь замкнутого контура, то падение напряжения на нем практически не сказывается на выходном напряжении. Поэтому при Uвх > 0 получаем

Uвых 1 = 0, ,
а при Uвх < 0 и соответственно
и Uвых 2 = 0.
При присоединении нагрузки к выходам Uвых 1и Uвых 2 нужно учитывать непостоянство выходного сопротивления выпрямителя. Когда открыт диод, присоединенный к данному выходному зажиму, то выходное сопротивление устройства близко к нуль. Когда же диод закрыт, то выходное сопротивление становится равным сопротивлению R2 для Uвых 2 или R3 для Uвых 1.
Дополнение выпрямителя ОУ А2 дает возможность получить двухполупериодное выпрямление и постоянное близкое к нулю выходное сопротивление.
Если открыт диод Д1 (Uвх > 0), то справедливо равенство:

Если же открыт диод Д2 (Uвх < 0)

Принимая R2= R3= R4= R5= R, получим

Следующий выпрямитель осуществляет двухполупериодное выпрямление, но его нагрузка не заземлена.
Схема:

Рис. 2.19

В ОС ОУ включен диодный мостик Д1...Д4 и сопротивление нагрузки Rн. При любой полярности Uвх ток Iн через нагрузку проходит в одном направлении и равен:

Двухполупериодные выпрямители, имеющие заземленную нагрузку приведены на следующих схемах.:

Рис. 2.20



Рис. 2.21

Для первой схемы при Uвх < 0

, Rвых = 0,
при Uвх > 0
;
Для второй схемы при Uвх < 0
, Rвых = 0
при Uвх > 0
;
Если в первой схеме принять R1 = R2 = 2R3, а во второй схеме - 2R1 = R2 = R3, то в обоих случаях получим Uвых = 0.5 Uвх
Однако выходное сопротивление этих выпрямителей изменяется в зависимости от полярности входного сигнала.
Двухполупериодный выпрямитель имеет при любом знаки входного сигнала близкое к нулю выходное сопротивление.
Схема:

Рис. 2.22
Достоинством выпрямителя является то, что для его построения достаточно всего лишь двух точных резисторов. Когда входное напряжение положительно, оно через резистор R2 проходит на вход повторителя выполненного на ОУ А2, и таким образом получим Uвых = Uвх. Диод Д2 при этом закрыт, и напряжение с выхода ОУ А1 ни как не влияет на состояние ОУ А2.
При отрицательном входном напряжении диод Д2 открыт и повторитель на ОУ А2 оказывается подключенным к выходу ОУ А1. ОС замыкается через резистор R3, и выходное напряжение равно
Uвых = -Uвх .
Если R3 = R1, то для рассматриваемого выпрямителя получим Uвых = Uвх.