Общие сведения. Операционный усилитель, предназначенный для универсального применения, ведёт себя как апериодическое звено первого порядка

Операционный усилитель, предназначенный для универсального применения, ведёт себя как апериодическое звено первого порядка, и его частотная характеристика описывается уравнением

,

K ₀ – коэффициент усиления при нулевой частоте,

w - круговая чатота,

w _ср – частота среза (частота при которой коэффициент усиления снижается в раз),

K (w) – амплитудно-частотная характеристика,

j (w) – фазочастототная характеристика.

Круговая частота w в этих выражениях может быть заменена циклической частотой f.

Амплитудно-частотную и фазо-частотную характеристики обычно изображают в логарифмическом масштабе по осям f и K (f). Причём, строят не точные характеристики, а их асимптотические приближения (рис.3.6.1). На рисунке f _т – частота единичного усиления, т.е. частота при которой коэффициент усиления усилителя без обратных связей становится равным единице. Частота среза (f _ср) зависит от петли отрицательной обратной связи и может быть определена из выражения f _т = K ₀ f _ср.

В данной работе для измерения входного и выходного напряжений служит миниблок «Измерительный преобразователь» («ИП»). Постоянное напряжение на его выходе равно действующему значению синусоидального напряжения на входе. Непосредственное измерение синусоидального напряжения мультиметром в данной работе невозможно, так как его частотный диапазон ограничен от 40 до 400 (или 1000) Гц. К этому миниблоку необходимо подвести питание + и – 15 В, а также подсоединить к нему общую точку источника 0. В ходе работы входной зажим Измерительного преобразователя подключается к входу и выходу схемы усилителя, а вольтметр постоянного напряжения всегда остаётся подключённым к выходным зажимам измерительного преобразователя. Необходимо только переключать пределы измерения мультиметра в соответствии с уровнем измеряемого напряжения.

Сдвиг фаз между входным и выходным напряжением измеряется с помощью осциллографа в режиме X – Y. При подключении к входам Х и Y синусоидальных сигналов на экране наблюдается эллипс (рис. 3.6.2). При сдвиге фаз, равном нулю, он вырождается в прямую линию, а при 90⁰ – в окружность. Угол сдвига определяется по формуле:

Для большей точности и удобства измерений при каждом измерении эллипс нужно вписывать в квадрат одного и того же размера плавной регулировкой чувствительности осциллографа по горизонтальной и вертикальной оси.