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.