Файл: Методичка по электронике для аудитории.docx

На данной схеме входной сигнал – зеленый, выходной – красный, следовательно на осциллограмме также входной – зеленый, выходной – красный. На ярлычке осциллографа на схеме, зеленый сигнал обозначен буквой А, красный буквой В, переходим к расширенной модели осциллографа. На ней видим три окошка, в первом окошке показываются показания при перемещении красного флажка, во втором – синего, в третьем – разность показаний. То есть в данный момент в первом окошке видим минимальное значение входного и выходного сигнала -20В и -19В, во втором окошке максимальные значения – 20 и 19В, в третьем в верхней строке разность времени начала и конца переключения сигнала с минимума на максимум. Следовательно скорость переключения в данном случае будет равняться

V=19В/94.58мксек=0.2 В/мксек

5. Работа неинвертирующего усилителя в режиме усиления синусоидального напряжения. Параметры функционального генератора оставить из пункта 4.

1. Откройте файл lab 7/7_5

2. Рассчитайте коэффициент усиления

3. Включите схему

4. Измерьте и запишите амплитуды входного и выходного напряжений, разность фаз и постоянную составляющую выходного напряжения

5. По результатам измерений вычислите коэффициент усиления

6. Используя напряжение смещения из второго пункта, вычислите теоретическое значение коэффициента усиления, постоянную составляющую выходного напряжения

6. Исследование влияния параметров схемы на режим её работы

1. Установить в схеме значение сопротивления R1=10кОм, амплитуду 100мВ

2. Включите схему, повторите измерения и расчеты

7. Откройте файл lab 7/7_6, проделайте пункты 5 и 6 для инвертирующего усилителя.

Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Исследуемые схемы.

3. Входные токи ОУ.

4. Напряжение смещения ОУ.

5. Входное и выходное напряжение ОУ.

6. Время нарастания выходного напряжения ОУ.

7. Коэффициент усиления и постоянная составляющая инвертирующего и неинвертирующего ОУ.

Контрольные вопросы

1. Отличаются ли все измеренные значения от номинальных значений для ОУ LM741, взятого из его паспортных данных.

2. Какие основные требования предъявляются к ОУ.

3. С какой целью используется в ОУ схемы генераторов тока и «токового зеркала».

4. Основные параметры ОУ

5. Отличие передаточных характеристик ОУ по инвертирующему и неинвертирующему входам.

6. Природа протекания входного тока ОУ.

7. Вид ЛАЧХ.

8. Зачем во входном каскаде ОУ используется дифференциальный усилитель.

9. Чем определяется постоянная составляющая выходного сигнала.

10. Почему коэффициент усиления инвертирующего усилителя не может быть меньше единицы.

Паспортные данные ОУ LM741:

• средний входной ток (Inputbiascurrent) 0,08мкА

• разность входных токов (Inputoffsetcurrent) 0,02мкА

• напряжение смещения (Inputoffsetvoltage) 1mВ

• входное сопротивление (Input resistance) 2Мом

• выходное сопротивление (Output resistance) 75Ом

• скорость нарастания выходного напряжения (Slewrat) 0,5В/мкс

Лабораторная работа n8

Суммирование напряжений в схемах на операционных усилителях.

Дифференцирующие и интегрирующие схемы на основе ОУ.

Цель работы: Анализ работы схемы суммирующего усилителя на ОУ. Исследование суммирования двух постоянных входных напряжений. Исследование суммирования постоянного и переменного напряжения. Исследование суммирования двух переменных напряжений. Исследование схемы интегратора. Исследование схемы дифференциатора. Анализ влияния входных воздействий на выходной сигнал интегратора и дифференциатора. Исследование влияния параметров элементов интегратора и дифференциатора на выходной сигнал.

Приборы и элементы:

Теоретическое введение:

В суммирующем усилителе (рис.8.1), пренебрегая входными токами и напряжением смещения, выполняются следующие соотношения:

Из полученных соотношений можно получить следующее выражение для выходного напряжения при условии

рис 8.1

Интегратором называется электронное устройство, выходной сигнал которого пропорционален интегралу по времени от его входного сигнала.

Дифференциатором называется электронное устройство, выходной сигнал которого пропорционален производной от его входного сигнала.

На основе ОУ можно построить почти идеальные интеграторы. Простейшая схема интегратора показана на рис.8.2. Её выходное напряжение связано с входным напряжениемследующими соотношениями:

Рис. 8.2

Недостатком этой схемы является дрейф выходного напряжения, обусловленный напряжением смещения и входными токами ОУ. Если к конденсатору подключить резистор с большим сопротивлением (рис.8.3), обеспечивающий стабилизацию рабочей точки за счет обратной связи по постоянному току, то этого можно избежать.

Рис.8.3

Резистор обратной связи предотвращает также насыщение ОУ после заряда конденсатора, тогда ток через конденсатор станет равным нулю. Выходное напряжение этой схемы при подаче на неё скачка входного напряжения с амплитудой изменяется в соответствии с выражением:

На начальном интервале переходного процесса при , изменение выходного напряжениябудет достаточно близко к линейному и скорость его изменения может быть вычислена из выражения:

Для схемы дифференциатора (рис.8.4) выходное напряжение пропорционально скорости изменения входного сигнала и вычисляется по формуле:

рис.8.4

Порядок проведения работы

1. Суммирование постоянных напряжений

1. Откройте файл lab 8/8_1(рис.8.1), включите схему, запишите показания приборов.

2. По заданным номиналам элементов схемы рассчитайте значения токов и используя значения напряжений, вычислите выходное напряжение, сравните его с показаниями мультимера.

3. Задайте R_ос8кОм, проверьте соотношение

2. Суммирование постоянного и переменного напряжений

1. Откройте файл lab 8/8_2(рис.8.5), включите схему, зарисуйте осциллограммы входного и выходного напряжений.

2. Измерьте постоянную составляющую и амплитуду выходного напряжения

3. Вычислите постоянную составляющую и амплитуду выходного напряжения, используя значения напряжений

4. Сравните вычисленные значения с показаниями приборов

5. Установите значение сопротивления R2 равным 2,5кОм. Зарисуйте осциллограммы и повторите предыдущие пункты

рис. 8.5

3. Суммирование переменных напряжений

1. Откройте файл lab 8/8_3(рис.8.6), включите схему, зарисуйте осциллограммы входного и выходного напряжений.

2. Измерьте амплитуды входных и выходного напряжений

3. Вычислите амплитуду выходного напряжения по известным значениям амплитуд напряжений

Рис.8.6

4. Переходный процесс в схеме интегратора

• Откройте файл lab 8/8_4(рис.8.3)

• Включите схему

• По всем последующим пунктам выполнить следующие действия:

1. Замерить по осциллографу амплитуды входного и выходного сигналов

2. Замерить время нарастания сигнала

3. Замерить время установки сигнала

4. Замерить разность фаз входного и выходного сигналов

Влияние амплитуды входного напряжения на переходный процесс в схеме интегратора