Усилители-ограничители

Дифференциатор

Рис. 20.3. Дифференцирующий решающий усилитель

Дифференцирующий усилитель, вычисляющий производную, показан на рис. 20.3. Связь между входным и выходным напряжением такого усилителя задается выражением

. (20.10)

Рис. 20.4 Усилитель-ограничитель со стабилитронами

Рис. 20.5 Усилитель-ограничитель с диодами

Если необходимо ограничить выходное напряжение, то применяют схемы со стабилитронами (рис. 20.4) или с диодами (рис. 20.5).

Рассмотрим схему со стабилитронами. Так как ОУ обладает большим коэффициентом усиления, то разность напряжений между его входами близка к нулю. Поэтому по второму закону Кирхгофа можно записать

. (20.11)

Пусть на входе положительное напряжение. Если отрицательное напряжение на выходе по модулю превысит сумму напряжений пробоя и открывания стабилитрона, то стабилитрон V1 перейдет в режим электрического пробоя, а стабилитрон V2 в прямое включение. В результате резистор шунтируется и напряжение , а значит и перестает возрастать. Аналогично при отрицательном входном напряжении если положительное выходное напряжение возрастет до некоторого предела, то стабилитрон V2 перейдет в режим электрического пробоя, а стабилитрон V1 – в режим прямого включения. В результате выходное напряжение также перестанет увеличиваться.

Аналогичным образом работает усилитель-ограничитель на диодах. Если выходное напряжение превысит значение, то открывается диод V1. Сопротивление обратной связи уменьшается, коэффициент усиления уменьшается и напряжение перестает расти. Если выходное напряжение становится меньше , то открывается диод V1 и напряжение на выходе перестает понижаться.