Необходимо создать схему, которая не использует операционный усилитель. Входное напряжение схемы может варьироваться

Чтобы создать такую схему без использования операционного усилителя, мы можем воспользоваться рядом элементов, таких как резисторы, конденсаторы и транзисторы. Один из вариантов решения этой задачи - использование компаратора. Компаратор - это устройство, которое сравнивает два входных сигнала и выдает высокий (логическая единица) или низкий (логический ноль) выходной сигнал в зависимости от условия сравнения.

Давайте рассмотрим пошаговое решение для создания такой схемы:

1. Первым делом, нам понадобится источник питания, который будет предоставлять нам наш входной сигнал переменного напряжения от +1 до +20 Вольт с шагом 1 Вольт. Для этого мы можем использовать простой схематический источник питания, такой как батарея или переменный источник переменного напряжения.

2. Далее, мы достаем компаратор. Компаратор имеет два входа - инвертирующий вход (inverting input) и неинвертирующий вход (non-inverting input). Кроме того, у компаратора есть выходной пин (output pin). Для нашей схемы нам понадобятся два компаратора.

3. Теперь мы связываем входное напряжение с инвертирующим входом первого компаратора и с неинвертирующим входом второго компаратора. Выходной сигнал первого компаратора будет подключаться к звуковому или световому исполнительному устройству и будет представлять наличие или отсутствие сигнала Unorm.

4. Затем мы определяем заданное значение напряжения, при котором схема должна выдавать сигнал Unorm. Допустим, мы выбираем значение 10 Вольт.

5. Для более точного сравнения входного напряжения с заданным значением, мы можем добавить делитель напряжения на входе неинвертирующего входа второго компаратора. Представим, что мы используем резисторы R1 и R2 в делителе. Нам понадобится математическое соотношение, чтобы определить значения резисторов R1 и R2. Разделим наше заданное значение напряжения (10 Вольт) на максимальное входное значение, чтобы найти отношение делителя:

\[
\frac{{R1}}{{R1+R2}} = \frac{{10}}{{20}} = 0.5
\]

6. При использовании этого соотношения, мы можем выбрать, например, R1 = 10 кОм и R2 = 10 кОм. Это создаст делитель напряжения, который будет давать 5 Вольт на неинвертирующем входе второго компаратора при входе в 10 Вольт.

7. Настроим компараторы таким образом, чтобы они работали в режиме с открытым коллектором (open collector). Это означает, что наш выходной пин компаратора будет подключен к питанию через резистор нагрузки. Когда компаратор выдает высокий сигнал, коллектор компаратора будет подключен к земле через резистор нагрузки (например, светодиод или динамик), и мы получим нужный эффект светового или звукового сигнала.

8. Последним шагом будет подключение общего питания и земли для всех компонентов схемы.

В результате выполнения всех этих шагов, когда входное напряжение на нашей схеме достигнет 10 Вольт, первый компаратор выдаст высокий сигнал на выходе, и Unorm будет передан через исполнительное устройство (звуковое или световое). В противном случае, когда входное напряжение не совпадает с заданным значением, выходной сигнал первого компаратора будет низким, и Unorm не будет передаваться.

Не забывайте, что это только один из возможных вариантов создания такой схемы, и в зависимости от требований и доступных компонентов, существуют и другие подходы к ее решению.