6. Τελεστικοί ενισχυτές

Σχετικά έγγραφα
ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Λ. ΜΠΙΣΔΟΥΝΗΣ ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 28/01/2015

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Τελεστικός ενισχυτής

1. ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Δρ. Π. Ασβεστάς Τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής Τεχνολογίας Τ.Ε

Ανάδραση. Ηλεκτρονική Γ τάξη Επ. Καθηγ. Ε. Καραγιάννη

Τελεστικοί Ενισχυτές. Σπύρος Νικολαΐδης Αναπληρωτής Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής

Προτεινόμενες Ασκήσεις στις Εξαρτημένες Πηγές και στους Τελεστικούς Ενισχυτές

Τελεστικοί Ενισχυτές

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 23/06/2016 ΜΟΝΟ ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΕΠΙ ΠΤΥΧΙΩ ΦΟΙΤΗΤΕΣ

Να σχεδιαστεί ένας ενισχυτής κοινού εκπομπού (σχ.1) με τα εξής χαρακτηριστικά: R 2.3 k,


ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 05/02/2013

ΘΕΜΑ : ΒΑΣΙΚΕΣ ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥ ΕΝΙΣΧΥΤΗ. ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1περίοδος

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ 16/02/2010 ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου Ι

Τελεστικοί Ενισχυτές

ΘΕΜΑ 1 ο (3 μονάδες):

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. Ανάλυση Ηλεκτρικού Σήµατος

3.1 Η δίοδος στο κύκλωμα. Στατική και δυναμική χαρακτηριστική

Διαφορικοί Ενισχυτές

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

ΤΙ ΕΙΝΑΙ Η ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ;

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ 21/06/2011 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ

Ταλαντωτές. Ηλεκτρονική Γ Τάξη Β εξάμηνο Μάρτιος 2011 Επ. Καθ. Ε. Καραγιάννη

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ 21/01/2011 ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ

ΘΕΜΑ 1 ο (3 μονάδες):

Ενισχυτές Μετρήσεων. 3.1 Ο διαφορικός Ενισχυτής

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ 05/07/2010 ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ

ΛΥΣΕΙΣ (ΕΠΙΛΕΓΜΕΝΩΝ) ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΘΕΩΡΙΑΣ

6 η ενότητα ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ

Εξαρτημένες Πηγές και Τελεστικός Ενισχυτής

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ IΙ Ενότητα 7

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 26/01/2017

Κεφάλαιο 11. Κυκλώματα Χρονισμού

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

του διπολικού τρανζίστορ

4. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ FOURIER

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ 17/06/2011 ΣΕΙΡΑ Β: 16:00 18:30 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ

Ξεκινώντας από την εξίσωση Poisson για το δυναμικό V στο στατικό ηλεκτρικό πεδίο:

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ 04/02/2011 ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ

Πόλωση των Τρανζίστορ

ΕΧΕΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΘΕΙ ΑΝΑ ΕΝΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΑΝΑ ΤΥΠΟ ΓΙΑ ΔΙΕΥΚΟΛΥΝΣΗ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΣΑΣ ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΣΤΗ ΠΡΟΣΠΑΘΕΙΑ ΣΑΣ ΚΙ 2014

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

K14 Αναλογικά Ηλεκτρονικά 9: Διαφορικός Ενισχυτής Τελεστικός Ενισχυτής

Ηλεκτρική και Μηχανική ταλάντωση στο ίδιο φαινόμενο

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ. Το ιδανικό κύκλωμα LC του σχήματος εκτελεί αμείωτες ηλεκτρικές ταλαντώσεις, με περίοδο

5 Ενισχυτές τρανζίστορ σε χαμηλές συχνότητες

ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ 2. ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ

Ηλεκτρονική. Ενότητα 5: DC λειτουργία Πόλωση του διπολικού τρανζίστορ. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ 24/01/2012 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ

2.9 ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΠΕΡΙΟΡΙΣΤΩΝ Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής (BJT) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΔΙΠΟΛΙΚΗΣ ΕΠΑΦΗΣ (BJT)...131

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ θεωρία και ασκήσεις. Σπύρος Νικολαΐδης Αναπληρωτής Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής

Μεταβατική Ανάλυση - Φάσορες. Κατάστρωση διαφορικών εξισώσεων. Μεταβατική απόκριση. Γενικό μοντέλο. ,, ( ) είναι γνωστές ποσότητες (σταθερές)

Περιεχόμενα. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Μοντέλα για Ενεργές Συσκευές Ολοκληρωμένου Κυκλώματος. 1.1 Εισαγωγή

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 12/09/2013

ορίσουμε το Μετασχηματισμό Laplace (ML) και το Μονόπλευρο Μετασχηματισμό Laplace (MML) και να περιγράψουμε τις βασικές διαφορές τους.

β) db έντασης = 20log οεισ δ) db έντασης = 10log οεισ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. 1-3 Κέρδος Τάσης του ιαφορικού Ενισχυτή µε FET s 8

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥΣ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ

Ακαδημαϊκό Έτος Εξάμηνο Εαρινό Α Εξεταστική Περίοδος Σημειώσεις : ανοικτές/κλειστές Διάρκεια εξέτασης: 2 ώρες. Ημ. εξέτασης:../../.

Ερωτήσεις στην ενότητα: Γενικά Ηλεκτρονικά

4 η ενότητα ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΠΟΛΛΩΝ ΒΑΘΜΙΔΩΝ

Λογαριθµικοί Ενισχυτές

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ. 4 η ενότητα ΡΥΘΜΙΣΗ ΣΗΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΠΡΟΣΑΡΜΟΓΗ ΜΕ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΕΝΕΡΓΗΤΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. ρ. Λάμπρος Μπισδούνης.

Φυσική Γ' Θετικής και Τεχνολογικής Κατ/σης

Ι. Ν. ΛΥΓΟΥΡΑΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ Δ. Π. Θ

Άσκηση 10 Στοιχεία ηλεκτρονικής τεχνολογίας

Έλεγχος στροφών κινητήρα DC με ελεγκτή PI, και αντιστάθμιση διαταραχής.

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Χρήσιμοι Σύνδεσμοι. ΙΑΤΡΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ - ΔΙΑΛΕΞΗ 2η. Σημειώσεις μαθήματος: E mail:

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 15/09/2016

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. Σχ.7.1. Σύµβολο κοινού τελεστικού ενισχυτή και ισοδύναµο κύκλωµα.

Τελεστικοί Ενισχυτές-Ι.Σ. Χαλκιάδης διαφάνεια 1

1.5 1 Ο νόμος των ρευμάτων του Kirchhoff Ο νόμος των τάσεων του Kirchhoff Το θεώρημα του Tellegen 13

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Διαφορικός ενισχυτής

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι 4 Ο ΕΞΑΜΗΝΟ ΗΜΜΥ ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Ενισχυτικές Διατάξεις 1. Ο Τελεστικός ενισχυτής 741

Ειδικά Θέματα Ηλεκτρονικών 1

Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Προαιρετική εργασία

ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ

6 η ενότητα ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ

Κεφάλαιο 1 ο. Βασικά στοιχεία των Κυκλωμάτων

Χαρακτηρισμός (VCVS) (VCIS) Μετατροπέας ρεύματος σε τάση (ICVS)

Άσκηση 5. Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής σε συνδεσμολογία Κοινής Βάσης

Σχεδίαση Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI

Διαφορικός ενισχυτής (op-amp)

Εισαγωγή. Στο κεφάλαιο αυτό θα µελετηθεί ο τελεστικός ενισχυτής.

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

Χαρακτηρισμός (VCVS) (VCIS) Μετατροπέας ρεύματος σε τάση (ICVS)

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΗ ΥΛΗ: ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ 4/11/2012

Ηλεκτρονική. Ενότητα 1: Εισαγωγή. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Transcript:

6. Τελεστικοί ενισχυτές 6. Εισαγωγή Ο τελεστικός ενισχυτής (OP AMP) είναι ένας ενισχυτής με μεγάλη απολαβή στον οποίο προσαρτάται ανάδραση, ώστε να ελέγχεται η λειτουργία του. Χρησιμοποιείται για την πραγματοποίηση μιας μεγάλης ποικιλίας γραμμικών εφαρμογών (και μερικών μή γραμμικών) και είναι το βασικό γραμμικό (αναλογικό) ολοκληρωμένο κύκλωμα. Ο τελεστικός ενισχυτής εικονίζεται συμβολικά στο σχήμα 6-. Είναι μια διάταξη με δύο εισόδους, και μία έξοδο. Η μία από τις εισόδους λέγεται αναστρέφουσα (-), γιατή αναστρέφει το πρόσημο του σήματος. Η άλλη (+) αφήνει το πρόσημο του σήματος ως έχει και λέγεται μη αναστρέφουσα. Βασική λειτουργία της ανάδρασης είναι η εξίσωση των δυναμικών των δύο εξόδων. Ο ιδανικός τελεστικός ενισχυτής έχει τα εξής χαρακτηριστικά: Αντίσταση εισόδου i Αντίσταση εξόδου 0 Απολαβή τάσης Α Εύρος ζώνης συχνοτήτων Ιδανική εξισορρόπηση εισόδων 0 Χαρακτηριστικά ανεξάρτητα της θερμοκρασίας. Ο τελεστικός ενισχυτής στην αναστρέφουσα σύνδεση Στο σχήμα 6- εικονίζεται η ενίσχυση στην αναστρέφουσα σύνδεση. Θεωρούμε τον ενισχυτή ως ιδανικό με i οπότε τα ρεύματα I και Ι είναι: Ι-Ι Η απολαβή είναι: 6- A i I'' I ' Απολαβή στην αναστρέφουσα λειτουργία ' A 6.

6-3. Ο τελεστικός ενισχυτής στη μη αναστρέφουσα σύνδεση Το ρεύμα στις εισόδους είναι μηδέν, αφού η αντίσταση εισόδου είναι άπειρη. Έτσι το ρεύμα που διαρρέει τις αντιστάσεις και στο σχήμα 6-3 είναι το ίδιο. Επί πλέον οι δύο είσοδοι έχουν ίσα δυναμικά. Τα δυναμικά στις εισόδους είναι: 0 I( +' ) Και i I Επομένως: Α i I( +' ) I 6-3 Απολαβή στην αναστρέφουσα λειτουργία +' A (6.)

Εδώ η απολαβή είναι πάντοτε μεγαλύτερη της μονάδας. 3 Από την εξίσωση (6.) βλέπουμε ότι για όπως στο σχήμα 6-4 η απολαβή είναι μονάδα. Έχουμε επομένως ενισχυτή με Α, άπειρη αντίσταση εισόδου και μηδενική αντίσταση εξόδου, που λειτουργεί ως buffer. 4 Εφαρμογές τελεστικών ενισχυτών 4. Αθροιστής Στην αναστρέφουσα είσοδο του ενισχυτή εισάγονται οι τάσεις και μέσω των αντιστάσεων και αντίστοιχα, όπως εικονίζεται στο σχήμα 6-5. 6-4 6-5 Τα ρεύματα που διαρρέουν τις δύο αντιστάσεις είναι: Ι Και

4 Ι Το ρεύμα στο βρόχο ανάδρασης είναι ίσο προς το άθροισμα των δύο ρευμάτων: Ι Ι +I + Η τάση στην έξοδο είναι: I' ( + )' Αν οι αντιστάσεις είναι ίσες: τότε λαμβάνουμε: Έξοδος αθροιστή τάσεων ' ( + ) (6.3) Η έξοδος είναι επομένως ανάλογη του αθροίσματος των τάσεων στην είσοδο. 4. Διαφορικός ενισχυτής Στο σχήμα 6-6 εικονίζεται ο διαφορικός ενισχυτής, ο οποίος ενισχύει τη διαφορά δύο σημάτων που εισάγονται στις δύο εισόδους (-) και (+). Θα υπολογίσουμε την τάση στην έξοδο. Από το διαιρέτη των, στη μη αναστρέφουσα είσοδο λαμβάνουμε το δυναμικό στο Β: 6-6 B + Από το διαιρέτη των, στην αναστρέφουσα είσοδο έχουμε:

5 ( A ) + Επομένως το δυναμικό στο Α είναι: + ( A ) + Όμως A B 0 + + + ( ) Έξοδος διαφορικού ενισχυτή ( ) (6.4) Στο σχήμα 6-7 εικονίζεται η ενίσχυση σήματος από γέφυρα, π.χ. θερμική γέφυρα. Εδώ μία από τις αντιστάσεις μεταβάλλεται συναρτήσει της θερμοκρασίας. Το δυναμικό στο σημείο () είναι: 6-7 Και στο (): +(+ δ) + δ δ + Για πολύ μικρές μεταβολές δ έχουμε: δ + δ

6 Επομένως: ( δ ) Οδηγούμε τώρα τους ακροδέκτες () και () στις εισόδους (-) και (+) του διαφορικού ενισχυτή με απολαβή Α d και λαμβάνουμε στην έξοδο: A d δ 4 Δηλαδή τάση ανάλογη της μεταβολής της αντίστασης. 4.3 Μετατροπέας τάσης σε ρεύμα /I Η εφαρμογή αυτά αφορά περιπτώσεις που χρειαζόμαστε σταθερό ρεύμα ανεξαρτήτως φορτίου π.χ. στην τροφοδοσία LED, ή laser dide, που απαιτούν σταθερό ρεύμα για λόγους θερμικής ευστάθειας. Στο κύκλωμα του σχήματος 6-8 επειδή + η αντίσταση βρίσκεται υπό τάση και διαρρέεται από ρεύμα: Ι. Όπως βλέπουμε, αυτό το ρεύμα είναι ανεξάρτητο της αντίστασης στο βρόχο ανάδρασης, που είναι εν προκειμένω το φορτίο. 4.4 Μετατροπέας ρεύματος σε ταση I/ Στο σχήμα 6-9 η πηγή ρεύματος οδηγείται στην αναστρέφουσα είσοδο. Το σταθερό ρεύμα που παράγει, διαρρέει την αντίσταση του βρόχου ανάδρασης οπότε η τάση στην έξοδο είναι I' 6-8

7 Μετατρέπουμε έτσι ένα ασθενές ρεύμα σε τάση ανάλογη της τιμής του. Τυπική εφαρμογή μετατροπέα I/ είναι η μετατροπή του ρεύματος φωτοδιόδου σε τάση. Εδώ η φωτοδίοδος χρησιμοποιείται ως πηγή ρεύματος όπως στο σχήμα 6-0. Σημειώνουμε ότι το φωτόρευμαείναι ρεύμα ανάστροφης πόλωσης 6-9 4.5 Παραγώγιση σήματος Η παραγώγιση σήματος είναι χρήσιμη σε εφαρμογές που απαιτούν παραγωγή, ή επεξεργασία αναλογικών σημάτων καθώς και στην παραγωγή παλμών βραχείας διάρκειας σε ψηφιακούς επεξεργαστές. Στο σχήμα 6- η αντίσταση εισόδου έχει αντικατασταθεί με τον πυκνωτή χωρητικότητας C, ο οποίος αποκόπτει τη συνεχή συνιστώσα και επιτρέπει μόνο τη διέλευση του χρονικά μεταβαλλόμενου όρου του ρεύματος Ι. 6-0

8 6- I dq d C Όπου q είναι το φορτίο του πυκνωτή. Η τάση στην έξοδο είναι: I d C Είναι δηλαδή ανάλογη της πατραγώγου του σήματος εισόδου. Αν: sinω Τότε στην έξοδο λαμβάνουμε: d ω csω ωccsω Αν εισέλθει στην είσοδο τετραγωνικό σήμα όπως αυτό του σχήματος 6-, τότε στην έξοδο εμφανίζεται το σήμα του σχήματος 6-3 6-6-3

9 4.6 Ολοκλήρωση σήματος Σε αντιστοιχία με την παραγώγιση έχουμε την ολοκλήρωση του σήματος, που πραγματοποιείται με το κύκλωμα του σχήματος 6-4. Εδώ ο πυκνωτής αντικαθιστά την αντίσταση του βρόχου ανάδρασης. Εδώ η τάση του πυκνωτή είναι: C Όμως: C q C C I I 65-4 Επομένως: C Εδώ λαμβάνουμε στην έξοδο σήμα ανάλογο του ολοκληρώματος του σήματος εισόδου, π.χ. αν στην είσοδο εισέλθει ένας βραχύς παλμός, στην έξοδο θα λάβουμε μια σταθερή τιμή τάσης που θα είναι ανάλογη του εμβαδού του παλμού. Αν εισέλθει μια σταθερή τάση, στην έξοδο θα λάβουμε τη συνάρτηση αναρρίχησης κλπ. 4.6 Λογαριθμικός και αντι-λογαριθμικός μετατροπέας Στο σχήμα 6-5 η δίοδος στην ανάδραση του ενισχυτή είναι ορθά πολωμένη και διαρρέεται από ρεύμα:

0 6-5 Ι I Όπως γνωρίζουμε, το ρεύμα της διόδου συναρτήσει της τάσης της δίνεται από την εξίσωση: q / kt Ι Ιrev (e ) Όπου Ι rev είναι το ρεύμα κόρου της διόδου στην ανάστροφη πόλωση, το οποίο συνήθως συμβολίζουμε Ι. Εδώ αποφεύγουμε αυτό το συμβολισμό προς αποφυγή σύγχυσης με την έξοδο. Σε θερμοκρασία περιβάλλοντος (Τ300Κ)και για ο εκθετικός όρος είναι τάξης μεγέθους 0 6, οπότε μπορούμε να παραλείψουμε τη μονάδα στην παρένθεση της εξίσωσης του ρεύματος, οπότε: Ι Ι q / kt rev e Αν θέσουμε τότε: I rev q / kt Ι I e Και μετά λογαρίθμιση: e q / kt I I rev q kt I ln I rev Τάση εξόδου στο λογαριθμικό μετατροπέα kt I ln q I rev Βλέπουμε ότι η τάση στην έξοδο είναι ανάλογη του λογαρίθμου της τάσης στην είσοδο I. Στο σχήμα 6-6 εικονίζεται ο αντιλογαριθμικός μετατροπέας. Εδώ η έξοδος είναι:

6-6 I Με: q Ι Ι I reve Επομένως: / kt Τάση εξόδου στον αντι-λογαριθμικό μετατροπέα q I I rev e / kt Λαμβάνουμε επομένως μια τάση ανάλογη του εκθέτη της τάσης εισόδου. Ο λογαριθμικός και αντι-λογαριθμικός μετατροπέας ετελούν αντίστροφες λειτουργίες. Έτσι αν δώσουμε στην είσοδο ενός αντι-λογαριθμικού μετατροπέα την έξοδο ενός λογαριθμικού με τα ίδια στοιχεία, θα λάβουμε ως τελική έξοδο το αρχικό σήμα. Εφαρμογή του λογαριθμικού και αντι-λογαριθμικού μετατροπέα είναι ο λογαριθμικός πολλαπλασιαστής, που εικονίζεται στο σχήμα 6-7. Εδώ ο ενδιάμεσος τελεστικός ενισχυτής με απολαβή Α- λειτουργεί ως αθροιστής των εξόδων δύο λογαριθμικών μετατροπέων και δίνει στην έξοδο του: Klg +Klg Klg Η έξοδος του αθροιτή οδηγείται στο αντι-λογαριθμικό μετατροπέα από τον οποίο τελικά λαμβάνουμε: 6-7 K'

Δηλαδή μια τάση ανάλογη του γινομένου των εισόδων. 4.7 Αναλογικός υπολογιστής Ο τελεστικός ενισχυτής είναι βασικό στοιχείο ενός αναλογικού υπολογιστή. Θα δούμε ως παράδειγμα πώς προγραμματίζεται η διαφορική εξίσωση: d + k d + k Όπου είναι μια δεδομένη χρονική συνάρτηση. Για λόγους απλούστευσης λαμβάνουμε τα στοιχεία του σχήματος 6-8 τέτοια ώστε Cs. Η μεταβλητή είναι τάση. Έστω ότι έχουμε τη δεύτερη παράγωγο της d /. Ολοκλήρωση της δεύτερης παραγώγου δίνει την πρώτη παράγωγο d/. Ολοκλήρωση της πρώτης παραγώγου δίνει την ίδια τη συνάρτηση. Στο σχήμα 6-8 τις πράξεις αυτές τις εκτελούν οι ολοκληρωτές () και (). Στην έξοδο του ολοκληρωτή () λαμβάνουμε -d/ και στην έξοδο του ολοκληρωτή () λαμβάνουμε. Τα πρόσημα αλλάζουν διαδοχικά από βαθμίδα σε βαθμίδα λόγω της αναστρέφουσας συνδεσμολογίας του ολοκληρωτή. Η έξοδος του πρώτου ολοκληρωτή οδηγείται στον αθροιστή Σ και προστίθεται στη χρονικά μεταβαλλόμενη. Στην έξοδο (3) του αθροιστή Σ λαμβάνουμε έτσι το άθροισμα: d 3 6-8 Η έξοδος αυτή οδηγείται με την έξοδο του δεύτερου ολοκληρωτή (), που είναι η τάση, στον αθροιστή Σ, όπου και αθροίζονται. Έτσι στην έξοδο του δεύτερου αθροιστή λαμβάνουμε: d 4 +

3 Αν οδηγήσουμε τώρα την έξοδο (4) στην είσοδο ώστε: 4 d Οπότε έχουμε: d d + d + d + Που είναι και η αρχική εξίσωση με k / και k /. Οι διακόπτες Δ, Δ και Δ3 και οι τάσεις, αφορούν τις αρχικές συνθήκες. Με αυτό εννοούμε ότι ο διακόπτης Δ δίνει την αρχική τιμή της τάσης στον πυκνωτή του ολοκληρωτή () και ο διακόπτης Δ την αρχική τιμή στον πυκνωτή του ολοκληρωτή (). Ο διακόπτης Δ3 εισάγει την τάση. Αν 0, τότε η αρχική διαφορική εξίσωση γίνεται: d + d + 0 Που έχει ως λύση την: sinω Παράγεται έτσι μια αρμονική ταλάντωση μόλις ανοίξουμε τους διακόπτες Δ και Δ.