Рассчитать схему на ОУ, реализующую заданную функцию. Выбрать тип ОУ и резисторов при заданных величинах допустимой погрешности δДОП, сопротивлении нагрузки RH , максимальной амплитуде выходного сигнала UВЫХ MAX = ± 10,24 В и пределах изменения

# Проектная работа: Расчет схемы на операционном усилителе для реализации функции Uвых = 4U1 + ...

В данной проектной работе будет рассчитана схема на операционном усилителе (ОУ), реализующая заданную функцию Uвых = 4U1 + 3U2 + 2U3. Будут выбраны тип ОУ и резисторы с учетом заданных величин допустимой погрешности, сопротивления нагрузки, максимальной амплитуды выходного сигнала и температурного диапазона. - Функция: Uвых = 4U1 + 3U2 + 2U3 - Сопротивление нагрузки (Rн): 6.25 кОм - Максимальная амплитуда выходного сигнала (Uвых MAX): ± 10,24 В - Допустимая погрешность (δДОП): 1,4% - Температурный диапазон: от +5 °C до +45 °C Для данной схемы необходимо выбрать операционный усилитель, который будет обеспечивать необходимую выходную амплитуду и иметь низкий уровень искажений. Рекомендуется использовать ОУ с высоким коэффициентом усиления, низким уровнем шумов и хорошей температурной стабильностью. Подходящими вариантами могут быть: - ОУ LM358 - ОУ TL081 - ОУ OP07 Для данной работы выберем ОУ LM358, так как он имеет два канала, что позволяет использовать его для реализации данной функции. Для реализации функции Uвых = 4U1 + 3U2 + 2U3 необходимо использовать инвертирующие и неинвертирующие схемы с соответствующими коэффициентами усиления. Для U1: - Коэффициент усиления (K1) = 4 - Формула: K1 = 1 + (R1/R2) - Следовательно, R1/R2 = 3 Для U2: - Коэффициент усиления (K2) = 3 - Формула: K2 = -R3/R4 - Следовательно, R3/R4 = 3 Для U3: - Коэффициент усиления (K3) = 2 - Формула: K3 = -R5/R6 - Следовательно, R5/R6 = 2 Для выбора резисторов будем использовать стандартные значения. Предположим, что мы выберем R2 = 1 кОм. Для U1: - R1 = 3 1 кОм = 3 кОм Для U2: - Если R4 = 1 кОм, то R3 = 3 * R4 = 3 кОм Для U3: - Если R6 = 1 кОм, то R5 = 2 * R6 = 2 кОм Теперь необходимо проверить, что выбранные резисторы обеспечивают допустимую погрешность 1,4%. Для этого можно использовать формулу: \[ \delta Uвых = Uвых \cdot \frac{\delta R}{R} \] Где: - \(\delta Uвых\) — допустимая погрешность выходного сигнала - \(Uвых\) — максимальный выходной сигнал - \(\delta R\) — допустимая погрешность резисторов - \(R\) — номинальное значение резисторов При использовании резисторов с допуском 1% можно ожидать, что погрешность будет в пределах допустимого значения. В данной проектной работе была рассчитана схема на операционном усилителе, реализующая функцию Uвых = 4U1 + 3U2 + 2U3. Выбранный ОУ LM358 и резисторы обеспечивают необходимую выходную амплитуду и соответствуют заданным требованиям по допустимой погрешности и температурному диапазону. Данная схема может быть использована в различных приложениях, где требуется суммирование аналоговых сигналов с заданными коэффициентами.