дифференциатор напруги

Дифференцирующая схема на основі ОУ нагадує схему Інтегра-тора, у якого поміняли місцями резистор вхідного ланцюга і конденсатор ланцюга зворотного зв'язку. Найпростіша схема дифференциатора показана на рис. 41.

Мал. 41. Найпростіша дифференцирующая схема на основі ОУ.

Резистор R, так само як і в інших схемах на ОУ, служить для зменшення похибки вихідної напруги, що виникає через вхідних струмів реального операційного підсилювача. Відповідно до ви-раженіем опір R = Rо.с., тому що постійний вхідний струм надходить на ін-вертірующем вхід ОУ тільки через резистор Rо.с. .

Для ідеального ОУ легко отримати передавальну функцію диффе-ренцірующего пристрою. Вхідна напруга схеми Uвх. практично повністю докладено до конденсатору С. В результаті через конденсатор протікає струм, рівний:

Так як вхідний опір ОУ досить велике і вхідний струм ідеального ОУ можна вважати рівним нулю, весь струм конденсатора протікає через резистор Rо.с .. Тому:

Вихідний сигнал в схемі 41 визначається падінням напруги на опорі зворотного зв'язку Rо.с. :

Таким чином, вихідна напруга пропорційно швидкості зміни вхідного сигналу.

На роботу найпростішого дифференциатора істотний вплив роблять високочастотні вхідні шуми, тому що коефіцієнт передачі схеми зростає пропорційно частоті вхідного сигналу. Крім того, ланцюг зворотного зв'язку вносить фазовий зсув, що знижує стійкість пре-просвітників. В результаті виявляється високою ймовірність возникнове-ня високочастотних автоколебаний.

Для усунення цих недоліків типова схема инвертирующего дифференциатора (рис. 42) містить резистор R1. який, по-перше, зменшує рівень високочастотних шумів на виході схеми, по-друге, запобігає її самозбудження, і, по-третє, обмежує вхідний струм і напруга инвертирующего входу ОУ при швидких змінах вхідної напруги, коли вихідна напруга не встигає відпо-ють чином зміниться через обмеженої дії ОУ.