Схемы с реле в цепи обратной связи

Как и в предыдущей задаче, во входных цепях операционного усилителя имеются контакты, но в задачах данного параграфа эти контакты управляются не вручную, а с помощью электромагнитного реле К (рис. 3). На обмотку этого реле поступает выходное напряжение усилителя. Известно напряжение срабатывания реле. Неизвестно выходное напряжение усилителя, подводимое к его обмотке. Таким образом, в этих задачах заранее неизвестно состояние реле, т.е. неизвестно замкнуты или разомкнуты его контакты во входной цепи усилителя. Рекомендуется определить выходное напряжение при обоих состояниях реле. При этом возможно два устойчивых состояния схемы. Если и при замкнутых и при разомкнутых контактах, напряжение на выходе больше напряжения срабатывания, то реле сработает и замкнет контакты. Если же в обоих состояниях напряжение на обмотке меньше напряжения срабатывания, то реле не сработает и контакты будут разомкнуты.

Рассмотрим пример решения задачи.

Задача 2 (с12_060)

Дано: электромагнит­ное реле К (см. рис. 12.34) срабатывает при напря­жении на его обмотке не менее 4 В.

Найти: напряжение

на выходе усилителя (при расчете прямое на­пряжение на диодах при­нять равным нулю).

Рис. 4

Следует обратить внимание на то, что в первых четырех задачах для самостоятельного решения рассматривается инвертирую

Расчет

 

1. Определим выходное напряжение U1 схемы при разомкнутых контактах реле, подставив значения параметров схемы в (12.2);

|-6| > 4 В — выходное напряжение достаточно для срабатывания реле.

2. Определим теперь выходное напряжение U₂ на выходе при замкнутых контактах:

|-5 | > 4 В — выходное напряжение достаточно для срабатывания реле.

Следовательно, реле сработает независимо от начального состояния и выходное напряжение составит -5 В.

Экспериментальная проверка результатов расчета

Результаты экспериментальной проверки, приведенные на рис. 12.34, подтверждают пра­вильность расчета.

 

Схемы с компаратором в цепи обратной связи

В схемах, первый операционный усилитель работает в усилительном режиме, а второй — в режиме компаратора. Его выходное напряжение в зависимости от выходного напряжения первого усилителя может быть равно уровню положи­тельного (+12 В) или отрицательного (-12 В) ограничения. Выходное напряжение компаратора поступает во входные цепи первого усилителя и в результате определяет выходное напряжение этого усилителя.

В этих задачах возникает та же ситуация, что и в задачах, где электромагнитное реле дискретно изменяло напряжение во входных цепях усилителя. Компаратор в рассматриваемых задачах играет ту же роль, что и реле в задачах предыдущего разде­ла, и в процессе решения здесь возникает та же неопределенная ситуация — изначально неиз­вестно состояние компаратора (в задачах предыдущего раздела было неизвестно начальное со­стояние электромагнитного реле).

Поскольку выходное напряжение компаратора дискретно принимает одно из двух возмож­ных значений, для решения задач рекомендуется рассмотреть оба случая. Например, сначала можно предположить, что выходное напряжение компаратора равно +12 В. Затем необходимо определить напряжение на выходе первого усилителя. Зная это напряжение, можно найти вы­ходное напряжение компаратора. Если оно окажется равным +12 В, то начальное предположе­ние верно. В противном случае необходимо задаться другим значением выходного напряжения компаратора (-12 В) и повторить все расчеты.

Рассмотрим пример решения задачи.

Задача 3 (с12_068)

Дано: значения напряжений U₁, U₂ в схеме рис. 5 изменяются в диапазоне от -12 до +12 В.

Найти: значения напряжений U₁, U₂.

Рис 5

Расчет

1. Допустим, что U₂ = -12В. Подставляя значения параметров в (12.3), получаем

Напряжение на инвертирующем входе компаратора

Поскольку напряжение на неинвертирующем входе U₂- > U₂₊, начальное допущение о том, что U₂ = -12 В, верно.

2. Допустим теперь, что U₂ = +12 В, тогда

В этом случае начальное допущение неверно, поскольку U₂- > U₂₊.

Ответ: напряжение U = 5 В, напряжение U₂ = -12 В.

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: