Вычитатели аналоговых сигналов

Если эта погрешность равна нулю, то коэффициент, это справедливо лишь для идеальных ОУ. Для достижения максимального значения коэффициента в реальной схеме следует проводить точную подстройку резистора для того чтобы скомпенсировать погрешность установки коэффициента усиления , которая обусловлена параметрами используемого операционногоусилителя.Из выражения(6) также следует, что и коэффициент ослабления синфазного сигнала при заданном значении приближенно пропорционален коэффициенту усиления разностного сигнала, т.е..Это существенное преимущество данной схемы перед предыдущей.Теперь рассмотрим типовой пример расчета схемы вычитания аналоговых сигналов. Допустим необходимо реализовать вычитание двух напряжений порядка 10 В, разность между которыми не превышаетзначения 100 мВ.Разность между напряжениями на выходе схемы вычитания должна быть усилена до значения в 5 В. Учитывая это абсолютная ошибка не должна превышать значения в 1%. В данной ситуации коэффициент усиления разностного сигнала будет равен 50. Абсолютная ошибка на выходе должна быть меньше . Разберем наиболее благоприятный случай, когда синфазное усиление обусловлено только одним источником ошибки. В этом случае должно выполняться условие:Из этого условия следует, что коэффициент G принимает следующее значение:Из выражения (6) следует, что при использовании схемы вычитания, представленной на рисунке 4, необходимо обеспечить, чтобы погрешность установки коэффициентов передачи не превышала 0,5%, т.е. отношение.Если применить схему, которая приведена на рисунке 3, то из выражения (5) следует, что значение отношения должно быть не более чем 0,01%.На рисунке 5 показана универсальная схема вычитания, предназначенная для одновременного сложения и вычитания любого количества входных напряжений. Для обеспечения правильного режима его функционирования необходимо выполнение заданных условий коэффициентов передачи входных сигналов.Вы можете проверить настройку усиления, добавив или вычтя нулевое входное напряжение.Рисунок 5 – Схема вычитания большого числа сигналов.Для вывода вышеприведенного соотношения для коэффициентов применим правило узлов на N-входе усилителя:Из этого равенства следует, чтоАналогичное соотношение может быть получено и для Р-входа:Есликроме того, выполняется условието после вычитания двух приведенных выше выражений будем иметьПри универсальная схема вычитания превращается в рассмотренную ранее схему рисунке 4.Входы описанных схем вычитания являются нагрузкой для источников входного напряжения. Чтобы получить минимальные ошибки, необходимо, чтобы выходные сопротивления источников сигналов были достаточно малыми. Если источники напряжения, в свою очередь, также представляют собой цепи с отрицательной обратной связью на операционных усилителях, то это требование обычно выполняется. При иных схемах источников входного напряжения может потребоваться применение преобразователей сопротивления в виде электрометрических усилителей, подключенных перед соответствующими вводами. Полученная таким образом схема вычитания, которая называется электрометрической, используется в основномв измерительной технике. [4]ЗаключениеВ ходе выполнения работы мы познакомились и изучили, что из себя представляю вычитатели аналоговых сигналов.Итак, вычитатель – это аналоговая схема на основе операционных усилителей.Они широко используются, особенно для обработки и усиления сигналов от датчиков физических величин, таких как: температуры, механического напряжения или индикатора кислотности воды. Для достижения необходимой точности парные резисторы должны быть идентичными. Это требование играет более важную роль, чем точный подбор абсолютных значений сопротивлений.Так же для выполнения условия вычитания очень важно, чтобы сумма коэффициентов усиления инвертирующей части схемы была равна сумме коэффициентов усиления ее инвертирующей части. Если говорить другими словами, то не инвертирующий и инвертирующий коэффициенты усиления должны находится в балансе.Так же в работе было выяснено, что вычитатель аналоговых сигналов можно изобразить в виде двух аналоговых схем. Первая схема – это схема сложения с инвертированным сигналом, вторая схема – это схема вычитания на операционные усилители, и первая и вторая схемы представлены на рисунках 3 и 4 соответственно. [5]Список использованной литературы1. Аналоговые сумматор и вычитатель на основе ОУ. URL: https://radiostorage.net/1967-analogovye-summator-i-vychitatel-na-osnove-ou.html. Дата обращения: 18.03.2021.2. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. Пер. с англ. –Изд.2-е – М.: Бином, 2014.-704 с3. Аналоговая схемотехника. Сост. В.И. Тараканов, Н.Е. Дубровина, – Запорожье: Изд-во ЗГИА, 2003. – 43 с.4. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. М.: Мир, 1982. - 512 с.5. Сумматоры и вычитатели. URL:https://studfile.net/preview/7643051/page:13/. Дата обращения: 19.03.2021