Дополнительные упражнения для Части 4



==287

Упражнение 4.30
Разработайте «чувствительный вольтметр» с \(Z_{in}\)=1 MΩ и четырьмя диапазонами 10 mV , 100 mV , 1V и 10 V . Необходимо использовать стрелочный индикатор с током полного отклонения 1 mA и операционный усилитель. Подстройте, если необходимо, напряжение смещения и рассчитайте показания при разомкнутых шупах, предполагая, что
(a) \(I_b\)=25 pA ( типовое значение для 411 ) и
(b) \(I_b\)=80 nA ( типовое значение для 741 ).
Схема должна содержать какие-то защитные цепи для стрелочного прибора ( т.е. ограничивать сигнал на уровне 200% тока полной шкалы ). На входе ОУ должна быть защита от выхода напряжения за пределы диапазона питания. Что можно сказать о пригодности 741 для низковольтных измерений высокоомных источников?

Упражнение 4.31
Разработайте звуковой усилитель на OP27 ( низкий шум, хорошие аудио параметры ) со следующими характеристиками: усиление 20 dB , \(Z_{in}\)=10 kΩ , \( f_{3dB}\space \)=20 Hz . Необходимо использовать неинвертирующее включение и снижать усиление на низкой частоте, чтобы снизить отрицательные эффекты входного напряжения смещения. Используйте схемотехнические приёмы, снижающие воздействие входного тока на выходное смещение. Предполагается, что усилитель связан с источником сигнала по переменному току.

Упражнение 4.32
Разработайте расщепитель фазы ( §2.2.8 ) с единичным усилением, используя 411. Необходимо добиться высокого входного и низкого выходного импеданса. Схема должна иметь связь по постоянному току. На какой максимальной частоте с учётом ограничений по скорости нарастания схема будет выдавать полный размах сигнала ( 27 Vpp при питании ±15 V ) ?

Упражнение 4.33
Производитель звуковых колонок марки «Дешёвая Бубнилка» обнаружил, что динамики имеют подъём характеристики на средних частотах с ростом 6 dB/octave и точкой «+3dB» на частоте 2 kHz . Требуется сконструировать простой RC фильтр с выходным буфером в лице ОУ типа AD611 ( ещё один хороший звуковой чип), который можно было бы поместить между предусилителем и усилителем мощности, дабы скомпенсировать указанный подъём. Предполагается, что предусилитель имеет \(Z_{out}\)=50 kΩ , а усилитель мощности \(Z_{in}\)=10 kΩ .

Упражнение 4.34
ОУ 741 используется в качестве компаратора с одним заземлённым входом ( детектор нуля ). На второй вход подаётся синусоидальный сигнал амплитудой 1V и частотой 1 kHz . Какие напряжения будут на входе компаратора, когда его выход проходит нулевую отметку? Предполагается, что скорость нарастания составляет 0.5 V/μs , а усилитель насыщается при напряжении ±13 V .

Упражнение 4.35
На рис. 4.107 показан пример преобразователя «отрицательного сопротивления».
(a) Чему равен его входной импеданс.
(b) Какой диапазон входного сигнала преобразователь воспримет без насыщения, если его выходной сигнал имеет размах от \( V_+\) до \( V_-\) .

Упражнение 4.36
Предположим, что схема из предыдущего упражнения представлена в виде чёрного ящика с двумя выводами ( рис. 4.108 ). Покажите, как из него сделать усилитель постоянного тока с G=–10 . Почему нельзя сделать усилитель постоянного тока с G=10 ?
Подсказка: схема подвержена защёлкиванию для определённого диапазона сопротивлений источника. Кокой это диапазон? Можете ли вы найти лекарство?



==287