http://pspicelib.narod.ru

Инструментальный усилитель на базе двух ОУ


        При аналитических расчетах идеализация ОУ позволяет исследовать свойства схем с ОУ, которые определяются только внешними обратными связями. Это возволяет найти базовые соотношения для расчета и оптимизации схем. Модель ОУ всегда можно усложнить, но только в тех случаях, когда это оправдано. Более сложные модели ОУ порождают более сложные решения, в которых можно утонуть. Вы всегда можете смоделировать параметры неидеальности ОУ подключением внешних по отношению к идеальному ОУ, компонентов.
       На рис. 1 представлена схема инструментального усилителля на двуз ОУ. Данная топология может обеспечивать более широкий диапазон напряжения синфазного сигнала, особенно в низковольтных приложениях с одним источником питания. Их упрощенная внутренняя схема приводит к меньшей стоимости, меньшему току покоя и меньшим размерам корпуса. Однако эта топология не работает при коэффициенте усиления менее 4.

Литература:


1. Новости Электроники 2005, №6б стр. 21..27.
2. Руководство по выбору усилителей,Texas Instruments, 2006г.

Рис. 1. Инструментальный усилитель на базе двух ОУ

[Maple Bitmap]

>    restart: with(MSpice):
Devices:=[одинаковые,[OP,DC1,2]]:
ESolve(Q,`op-PSpiceFiles/SCHEMATIC1/SCHEMATIC1.net`):

[Maple Plot]

`DC1 линейная модель ОУ`

`Cистема Кирхгофа`

-(V1-V2)/R2-(V1-Vref)/R1-(V1-V3)/Rg = 0

(VOUT-V3)/R4+(V2-V3)/R3+(V1-V3)/Rg = 0

V2 = A*(Vinp-V1)

VOUT = -A*V3

{V1, V2, V3, VOUT}

MSpice v8.95:   http://pspicelib.narod.ru

Заданы источники: [Vinp, Vref]

Заданы узлы: {VINP, VREF}

Получены решения:

V_NET:=[V1, V2, V3, VOUT]:

J_NET:=[JR1, JR2, JR3, JR4, JRg, JVinp, JVref]:

Найдем коэффициент передачи

>    K:=simplify(VOUT/Vinp,'size');

K := -(A*Vinp*(R3+R2+Rg)*R1+R2*(Rg*(Vinp-Vref)*A+R3*Vref))*A*R4/Vinp/((A+1)*(A*R3*Rg+(R3+R4)*R2+(R4+Rg)*R3+R4*Rg)*R1+R2*(A*R3*Rg+(R4+Rg)*R3+R4*Rg))

Найдем коэффициент передачи в предположении, что ОУ идеальные и обладают бесконечным усилением.

>    K:=collect(limit(VOUT/Vinp,A=infinity),Vinp);

K := -R4*(R3*R1+R2*Rg+R2*R1+R1*Rg)/Rg/R1/R3+R4*R2*Vref/R1/R3/Vinp

Найдем напряжение на выходе, при номиналах, указанных на схеме.

>    Values(DC,RLCVI,[]):

Номиналы компонентов:   

R4:=100e3:  [100k]

R3:=25e3:  [25K]

R2:=25e3:  [25k]

R1:=100e3:  [100k]

Rg:=100e3:  [100K]

A:=1e6:  [1e6]

DC источник: Vinp:=1:

DC источник: Vref:=2.5:

>    VOUT:=VOUT;

VOUT := -4.499962374

Hosted by uCoz