3.1. Соберите схему для исследования неинвертирующего усилителя на базе ОУ (рис. 32).

Дата: 2025-06-02; Просмотры: 17

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

3.2. Установите значения сопротивлений и R согласно таблице 26, измерьте указанные в ней величины и занесите их в графу «Измерено».

3.3. Вычислите коэффициент усиления по формуле:

Результат запишите в графу «Вычислено» таблицы 26.

3.4. Вычислите значения U по формуле U = U К

вых 'tr tr j _{вых вх} неинв

для каждого значения U_BX. Результат запишите в графу «Вычислено» таблицы 26.

3.5. Изменяя значения напряжения источника сигналов U_m (на рис. 33 обозначен как £/1), измерьте и запишите значения выходных сигналов U_m (показания вольтметра PV1) в таблицу 26.

3.6. По результатам измерений постройте амплитудные ха­рактеристики 1/_вых = f (U_BX) при различных значениях R_oc и R в одной системе координат.

4. Проанализируйте и поясните ход графиков зависимостей V_вых = f (U_m) для различных усилителей.

5. Сделай те вывод о расхождении измеренных и вычислен­ных значений С/_вых.

Содержание отчета

1. Номер, тема и цель занятия.

2. Оборудование и приборы

3. Таблицы с результатами измерений.

4. Графики зависимостей £7_вых = f (U_BX).

5. Выводы о проделанной работе.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение операционному усилителю (ОУ).

2. Перечислите каскады, входящие в ОУ.

3. Перечислите свойства идеального ОУ.

4. Дайте определение напряжению смещения ОУ.

5. Укажите причину появления входных токов смещения.

Практическое занятие № 4

Расчет элементов и параметров схем функциональных узлов
на операционном усилителе

Цель: рассчитать элементы и параметры схем функцио­нальных узлов на операционном усилителе на примере схемы суммирования при подаче сигналов на оба входа ОУ.

Оборудование и раздаточные материалы: калькулятор, ин­дивидуальные задания.

Исходные данные

Исходные данные для решения задает преподаватель в со­ответствии с рисунком 33 и таблицей 27.

Таблица 27

Краткие теоретические сведения

В практических схемах операционный усилитель охва­тывается цепью ОС, включаемой между выходом и входом. Сопротивление цепи ОС может быть активным или ком­плексным.

При расчете схем на основе ОУ, охваченных цепью ОС, счи тается, что удовлетворяются два основных требования, предъ­являемые к интегральным ОУ: бесконечно большие коэффи циент усиления и входное сопротивление. Ввиду бесконечно большого коэффициента усиления ОУ значение дифферен­циального напряжения на его входах можно считать равным нулю, т. е. потенциалы инвертирующего и неинвертирующе­го входов такого ОУ оказываются одинаковыми. Бесконечно большое, входное сопротивление ОУ позволяет пренебречь его входными токами.

Порядок выполнения

1. На инвертирующий вход поданы сигналы U_v U₂ через ре­зисторы А, и R^ соответственно. Определить t/_Bbrx при задан­ном значении R_oc. (рис. 33).

Решение рассмотрим на конкретном примере (табл. 27).

1.1. Определите напряжения на входах ОУ £/ = С7, Решение удобно начинать с рассмотрения нижней части схемы, т.е. сигналов, поданных на неинвертирующий вход. Напряжение на неинвертирующем входе равно:

^и*= и, - и_я,

где U_} — напряжение на третьем входе схемы, В; и_лз — напряжение на резисторе Я_у В

и_ю=Щ>

где /₃ — ток, протекающий через резистор R_s, А.

С другой стороны, напряжение на неинвертирующем входе:

и_я=и₄-и_К4

где U₄ — напряжение на четвертом входе схемы, В;

U_R4 — напряжение на резисторе А₄, В;

u_RrhK

где /₄ — ток, протекающий через резистор /?₄, А.

Считая операционный усилитель идеальным, можно записать:

L + / = / =0,

3 4 вх н ⁹

где /_хн — ток на неинвертирующем входе ОУ, А.

Составим систему уравнений:

U_H =U₃- /₃i?₃

u_h=u₄-i,r₄

/3 + /4 = о

Подставим в систему исходные данные:

U_H = 4 -1 • 10³/₃ £/_н = -2 - 2 • 10*1 ₄ /₃ + /₄ = О

1.3. Решаем систему относительно /₃: /₃ = — /₄.

Подставив вместо /₃ коэффициент /₄, получим:

С/_н = 4 +1 • 10³/₄ £/_н = -2 - 2 • 10³/₄ /₃ + /₄ = О

Приравняем первые два уравнения системы для £/_н и най­дем значение тока /₄:

4 + 1 • 10-³/₄ = -2 - 2 • 10³/₄,

= -2 • 10³А.

i ^v-~^u‘

Л, *

'=⁼ТЛГ=¹¹⁰~^,А-

Для идеального операционного усилителя

1 2 ос вх и ’

^где С» ~ ^{ток на} инвертирующем входе ОУ, А.

4 = - 4

/_ос = (2- 1)10-³ = МО-³ (А).

4ых = 4 ⁺ 4 4с’

4ых ⁼ 2 ~ ЫО^-3 • 5 • 10³ = —3 (В).

Содержание отчета

1. Номер, тема и цель занятия.

2. Схема суммирования при подаче сигналов на оба входа ОУ.

3. Результаты расчетов.

4. Выводы о проделанной работе.

4. Для значения емкости С1 = 20 мкФ измерьте пери­од колебаний. I

5. Вычислите частоту колебаний по формуле / = — .

6. Результат измерений и вычислений запишите в табли­цу 1 для значения емкости С1 = 20 мкФ.

7. Аналогично измерьте период и вычислите частоту при других значениях С1. Результат запишите в таблицу 28.

8. Изменяя напряжения источника питания Е, измерь­те амплитуду выходного напряжения U_m для конкретного его значения. Результаты измерений занесите в таблицу 29

9. Сделайте выводы:

— о влиянии емкости контура С1 на частоту выходных колебаний;

— о влиянии напряжения источника питания на амплитуду выходных колебаний U_m.

Содержание отчета

1. Номер, тема и цель занятия.

2. Оборудование и приборы.

3. Таблицы с результатами измерений и вычислений.

4. Выводы, о проделанной работе.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение электронному генератору гармониче­ских колебаний.