входного тока должен быть незаземленным (плавающим) (например, фотодиод).

Модулятор на рис. 6.19 имеет два рабочих состояния, задаваемых ключом Кл. При замкнутом ключе схема превраща-

Рис. 6.18. Симметричный пре-образователь ток -напряже- ние-пример операционной схемы, которой необходим не-заземленный (плавающий) источник сигнала.

ется в инвертор с единичным усилением и

Ивых = -«вх-

(6.16а)

При разомкнутом ключе входное напряжение поступает на неинвертирующий вход и за счет действия цепи обратной связи- на инвертирующий вход. Через левый по схеме резистор R не

ВЬ1Х

кл 1 J-L r-L r-L

Рис. 6.19. Модулятор, преобразующий входное напряжение «вх в прерывистый сигнал с двойной амплитудой 2um. Ивых°°"вх (ключ замкнут), Ивых°°~"вх (ключ разомкнут).

протекает ток, и на нем не падает напряжение. В результате ток не течет и по правому на схеме резистору R. При этом выход находится под потенциалом входа и операционная схема превращается в повторитель напряжения:

"вь,х=+Ивх- (6.166) Когда ключ быстро и регулярно переключается из одного состояния в другое, схема работает как прецизионный модулятор-прерыватель. -

Рис. 6.20. Перестраиваемая схема фазовращателя. Схема позволяет изменять фазу сигнала, не меняя при этом коэффициента усиления. Это является особенностью иеминимально-фазо-вой цепи. 0„д»1, arg 0„д=-2 arctg иС,;?,.

Показанная на рис, 6,20 схема фазовращателя похожа на описанный выше модулятор; в ней конденсатор С, работает как

частотно - избиратель пая цепь, закорачивающая неинвертирующий вход на землю. Поэтому можно ожидать, что на низких частотах сигнал будет передаваться без инверсии (с .нулевым сдвигом по фазе), на высоких частотах будет наблюдаться изменение полярности сигнала (сдвиг по фазе на -180°), а на средних частотах схема работает в промежуточном режиме.

Выведем операционное уравнение. Напряжение и+ на неинвертирующем входе имеет значение «+(/«)) =Ивх(/а)) X X [l/(l+/«C":i?i)]. Предположив, что операционная схема возбуждается двумя Независимыми напряжениями «вх и и+, найдем выходное напряжение методом суперпозиции: Ивых=-Ивх + 2ы+. Замена в этом выражении и+ приведенным выше значением дает

«вых=[(1 -iC,R,)l{\+iC,R,)] «3,. (6.17а)

Модуль коэффициента усиления фазовращателя равен единице

1Gh„1 = 1 (6.176)

и не зависит от частоты и положения движка резистора установки Ri, в то время как его фаза

argGHA = -2arctg©Ci;?j (6.17в)

при подстройке резистора Ri изменяется в диапазоне 0ч-180°.

6,4,2, Многоконтурная обратная связь. Активный фильтр

На рис, 6,21 в качестве примера операционной схемы с использованием двух взаимосогласованных контуров обратной связи дана схема активного фильтра нижних частот второго порядка. Даже идеализированный анализ этой операционной схемы непрост. Обычно для вывода операционного уравнения шж}1зю;шятвузлгх А w В, после чего полагают «вО -

Рис. 6.21. Активный фильтр низких частот, выполненный в виде операционной схемы с несколькими контурами обратной связи.

6.4.3. Комбинированная положительная и отрицательная обратная связь

На первый взгляд операционная схема на рис. 6.22 лишь чуть-чуть отличается от разностного усилителя (рис. 6.17). Однако фактически она является представителем нового класса операционных схем, обладающих интересными свойствами за счет одновременного использования положительной и отрицательной обратных связей.

Не вдаваясь в детали, мы интуитивно чувствуем, что устойчивость показанной на рис. 6.22 схемы обеспечивается преобладанием отрицательной обратной связи над положительной обратной связью:

R,R,>RR,. (6.18)

«вых

Рис. 6.22. Учебный пример операционной схемы с комбинированной положительной и отрицательной обратной связью.

На практике применяются два крайних случая, при которых выполняется неравенство (6.18): в первом выбирается Ri = cx) (рис. 6.23), во втором i?3 = 0 (рис. 6.24).

Функцию, выполняемую инвертором тока (рис. 6.23), подсказывает его название. Оба резистора R по потенциалам на Их выводах оказываются включенными параллельно друг другу. Поскольку сопротивления у них одинаковые, то и токи, проходящие через них, равны. Протекающий через верхний резистор ток, величина которого определяется значением тока Ibx, равен току, проходящему через нижний резистор в нагрузку:

вых-вх- (6-19а)

Знак минус указывает на изменение полярности сигнала, т. е. На преобразование тока isx, выходящего из источника сигнала, Д ток [вых, отбираемый от нагрузки, или, другими словами, н