Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Прилади й елементи. Тема: Дослідження характеристик операційного підсилювача





Лабораторна робота №1

Тема: Дослідження характеристик операційного підсилювача.

 

Мета:

1. Вимір вхідних струмів операційного підсилювача (ОП).

2. Оцінка величин середнього вхідного струму і різниці вхідних струмів ОП.

3. Вимір напруги зсуву ОП.

4. Вимір диференціального вхідного опору ОП.

5. Обчислення вихідного опору ОП.

6. Вимір швидкості наростання вихідної напруги ОП.

 

Прилади й елементи

Вольтметр
Амперметр
Осцилограф
Функціональний генератор
Джерело напруги
ОП LМ741
Резистори

 

Короткі відомості з теорії

Інтегральний операційний підсилювач характеризується рядом параметрів, що описують цей компонент із погляду якості виконання ним своїх функцій. Серед параметрів, що приводяться звичайно в довідкових даних, основними є наступні.

Середній вхідний струм IВХ. Під час відсутності сигналу на входах ОП через його вхідні виводи протікають струми, обумовлені базовими струмами вхідних біполярних транзисторів або струмами витоку затворів для ОП з польовими транзисторами на вході. Вхідні струми, проходячи через внутрішній опір джерела вхідного сигналу, створюють падіння напруги на вході ОП, що можуть викликати появу напруги на виході при відсутності сигналу на вході. Компенсація цього падіння напруги утруднена тим, що струми входів реальних ОП можуть відрізнятися один від одного на 10...20%

Вхідні струми ОП можна оцінити по середньому вхідному струмі, що обчислюється як середнє арифметичне струмів інвертуючого і неінвертуючого входів:

,

де I1 і I2 відповідно струми інвертуючого і неінвертуючого входів.

Різниця вхідних струмів ∆IВХ визначається виразом:

.

У довідниках вказують модуль цієї величини.

Схема для виміру вхідних струмів представлена на мал. 1.

Коефіцієнт підсилення напруги на постійному струмі K0 – показник ОП, що визначає наскільки добре виконує ОП основну функцію – посилення вхідних сигналів. В ідеального підсилювача коефіцієнт підсилення повинний прагнути до нескінченності.

Коефіцієнт підсилення напруги схеми підсилювача на ОП (мал. 1.2) обчислюється за формулою:

.

Напруга зсуву UЗС – значення напруги, який необхідно подати на вхід ОП, щоб напруга на його виході дорівнювала нулеві.

Напругу зсуву UЗС можна обчислити, знаючи вихідну напругу ∆UBИХ при відсутності напруги на вході і коефіцієнт підсилення:

Вхідний опір RВХ. Розрізняють дві складові вхідного опору: диференціальний вхідний опір і вхідний опір по синфазному сигналу (опір витоку між кожним входом і "землею"). Вхідний диференціальний опір біполярних ОП знаходиться звичайно в межах 10 кОм...10 МОм. Вхідний опір по синфазному сигналі визначається як відношення збільшення вхідної синфазної напруги ∆UBХ.СФ до викликаного збільшення середнього вхідного струму ∆IBХ.СР:

.

Диференціальний вхідний опір спостерігається між входами ОП і може бути визначений за формулою:

,

де ∆UВХ - зміна напруги між входами ОП, ∆IВХ – зміна вхідного струму.

Вихідний опір RВИХ інтегральних ОП складає 20...2000 Ом. Вихідний опір зменшує амплітуду вихідного сигналу, особливо при роботі підсилювача, на порівнянний з ним опір навантаження. Схема для виміру диференціального вхідного опору ОП і вихідного опору приведена на мал. 1.3.

Швидкість наростання вихідної напруги VUВИХ дорівнює відношенню зміни вихідної напруги ОП в часі її наростання при подачі на вхід стрибка напруги. Час наростання визначається інтервалом часу, у плині якого вихідна напруга ОП змінюється від 10% до 90% від своїх сталих значень.

Схема для виміру швидкості наростання вихідної напруги показана на мал. 1.4. Виміри проводяться при подачі імпульсу у виді ступіні на вхід ОП, охопленого негативним зворотним зв'язком (ООС) із загальним коефіцієнтом підсилення від 1 до 10.

 

Порядок проведення експериментів

 

Експеримент 1. Вимір вхідних струмів.

Відкрийте файл c11_001 із схемою, зображеною на мал. 1.1. Ввімкніть схему. Вимірте вхідні струми ОП. За результатами вимірів обчисліть середній вхідний струм IВХ і різницю ∆IВХ вхідних напруг ОП. Результати занесіть у розділ "Результати експериментів".

 

Експеримент 2. Вимір напруги зсуву.

Відкрийте файл c11_002 із схемою, зображеною на мал. 1.2. Ввімкніть схему. Запишіть покази вольтметра в розділ "Результати експериментів". За результатами виміру, обчисліть напругу зсуву UЗС. використовуючи коефіцієнт підсилення схеми на ОП. Результати обчислень також занесіть у розділ "Результати експериментів".

 

Експеримент 3. Вимір вхідного і вихідного опорів.

а). Відкрийте файл c11_003 із схемою, зображеною на мал. 1.3. Ввімкніть схему. Вимірте вхідний струм IВХ і вихідну напругу UВИХ, запишіть покази в розділ "Результати експериментів". Переключіть ключ клавішею [Space]. Вимірте вхідний струм після переключення ключа. Розрахуйте зміни вхідної напруги і струму. За отриманими результатами обчисліть диференціальний вхідний опір ОП. Результати занесіть у розділ "Результати експериментів".

б). Зменшуйте опір навантажувального резистора RL доти, поки вихідна напруга UВИХ не буде приблизно дорівнювати половині значення отриманого в п. а). Запишіть значення опору RL, що у цьому випадку приблизно дорівнює вихідному опору UВИХ ОП, у розділ "Результати експериментів".

 

Експеримент 4. Вимір часу наростання вихідної напруги ОП.

Відкрийте файл c11_004 із схемою, зображеною на мал. 1.4, Ввімкніть схему. Замалюйте осцилограму вихідної напруги в розділ "Результати експериментів". По осцилограмі визначіть величину вихідної напруги, час її встановлення і обчисліть швидкість наростання вихідної напруги в В/мкс. Запишіть результат у розділ "Результати експериментів".

 


Результати експериментів

Експеримент 1. Вимір вхідних струмів.

Струм (I1) неінвертуючого входу Вимір
Струм (I2) інвертуючого входу Вимір
Середній вхідний струм IВХ Розрахунок за результатами вимірів
Різниця вхідних струмів ОП ∆Iвх Розрахунок за результатами вимірів

 

Експеримент 2. Вимір напруги зсуву.

Вихідна напруга підсилювача UВИХ Вимір
Коефіцієнт підсилення схеми Розрахунок
Напруга зсуву UЗС Розрахунок за результатами вимірів

 

Експеримент 3. Вимір вхідного і вихідного опорів.

а).  
Вхідний струм IВХ, мкА до переключення ключа Вимір
Вхідний струм IВХ, мкА після переключення ключа Вимір
Зміна вхідної напруги, мВ Розрахунок за результатами вимірів
Зміна вхідного струму, мкА Розрахунок за результатами вимірів
Вхідний диференціальний опір ОП, Ом Розрахунок за результатами вимірів
б).  
Вихідна напруга UВИХ, В Вимір
Вихідний опір ОП RВИХ Вимір

 


 

Експеримент 4. Вимір часу наростання вихідної напруги ОП.

 

 

Вихідна напруга UВИХ Вимір
Час установлення вихідної напруги Вимір
Швидкість наростання вихідної напруги ОП VUВИХ Розрахунок за результатами вимірів

 

Питання

1. Чи відрізняється вимірюване значення середнього вхідного струму IВХ від його номінального значення для ОП LM741, взятого з паспортних даних?

2. Чи істотна відмінність різниці вхідних струмів від номінального значення для ОП LM741?

3. Чи збігаються обмірюване значення напруги зсуву з номінальним значенням для ОП LM741?

4. Порівняєте величину вимірюваного вхідного опору з паспортними даними на ОП LМ741.

5. Порівняєте величину вимірюваного вихідного опору з паспортними даними на ОП LМ741.

6. Порівняєте між собою величини вхідного і вихідного опорів ОП. Яка схе­ма заміщення ОП як елемента електричного ланцюга?

7. Чи відрізняється експериментальне значення швидкості наростання вихідної напруги від номінального значення?

8. У чому причина виникнення вхідних струмів ОП і різниці вхідних струмів?

9. До чого вони приводять при роботі схем на ОП?

 

! Примітка. Паспортні дані ОП LM741:

· середній вхідний струм ОП 0,08 мкА;

· різниця вхідних струмів ОП 0,02 мкА;

· напруга зсуву ОП 1 мВ;

· вхідний опір ОП 2 МОм;

· вихідний опір ОП 75 Ом;

· швидкість наростання вихідної напруги ОП 0,5 В/мкс.

 


Date: 2015-05-08; view: 675; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.008 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию