Цепь дифференциатора и интегратора операционного усилителя: номиналы резисторов и конденсаторов

Я не понимаю, как определить номинал резисторов и конденсаторов в цепи дифференциатора и интегратора операционного усилителя.

Я попытался выровнять амплитуды этих синусоид. Я продолжаю менять их значения, но я не могу понять это правильно.

Лучший результат, который я могу получить:

дифференцирующие результаты

Схема:

схема дифференциатора

Итак, это мой вопрос о схеме дифференциатора. Следующий вопрос касается моей схемы интегратора. Как и в случае с дифференциатором, я не понимаю, как эти резисторы и конденсаторы влияют друг на друга. Я попытался сделать источник треугольной волной, а результат - синусоидой. Увы, не повезло.

Вот результат:

треугольный результат

Вот схема:

треугольная схема

Следующим является прямоугольная волна. Мне удалось получить прямоугольную волну, но в результате должна получиться треугольная волна, и все, что я получаю, выглядит как прямая линия.

Вот результат:

Квадратный результат

Вот схема:

Квадратная схема

Как я могу определить правильные номиналы резисторов и конденсаторов?

Ответы (2)

Это все константы времени RC, назовем их тау. (частота = 1/(2*пи*тау))

Для дифференциальной схемы tau = R1 * C3 (где R1 дает вам некоторое усиление).

Для интегратора tau = R6*C3 (R5 сбрасывает крышку с еще одной постоянной времени).

Grace Firsta - это зависит от ваших требований, что означает: Что вы ожидаете от схем? Во-первых, невозможно реализовать ИДЕАЛЬНЫЕ дифференцирующие или интегрирующие схемы. Оба нестабильны - по разным причинам. Как следствие, желаемая математическая операция возможна только в ограниченной полосе частот. Поэтому разумно рассматривать частотную область, а не временную область (как вы это сделали).

Пример интегратора . Предполагая идеальный операционный усилитель (бесконечное усиление), передаточная функция для вашей последней схемы равна H(s)=(R5/R6)/(1+jwR5C3). Это классическая функция нижних частот первого порядка с усилением. Частота среза нижних частот на 3 дБ составляет fc=1/(2*Pi*R5C3). Поскольку передаточная функция интегратора iDEAL равна 1/jwT, вы должны сравнить обе функции, чтобы увидеть, можно ли и при каких условиях использовать схему нижних частот для целей интегрирования.

Следуя этой цели, вы увидите, что для частот, удовлетворяющих условию jwR5C3>>1, фильтр нижних частот приближается к интегрирующей функции: H(s)=(R5/R6)/jwR5C3=1/jwR6C3. Следовательно, «постоянная времени интегратора» равна T=R6C3.

Следовательно, у вас есть нижний предел частоты для интегрирования: w>>1/R5C3. Кроме того, у вас есть верхний предел, установленный самим операционным усилителем. Помните общее условие, упомянутое в начале: коэффициент усиления операционного усилителя без обратной связи (почти) бесконечность (на практике: больше 100). Это определяет верхний предел частоты. Как следствие, интегрирование входного сигнала возможно с достаточной точностью только в пределах определенной полосы частот.

Заключительное замечание: Как вы увидите, параллельный резистор R5 «мешает» процессу интегрирования (в идеале: R5 бесконечен), однако этот резистор необходим для обеспечения минимума обратной связи по постоянному току для стабилизации рабочей точки.

Цепь дифференциатора и интегратора операционного усилителя: номиналы резисторов и конденсаторов
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v