Лабораторна робота № 5

Дослідження основних параметрів операційних підсилювачів

Мета роботи: за допомогою макетних плат та навісних елементів виготовити електричні схеми з використанням операційних підсилювачів, після чого дослідити їхні основні параметри і визначити характеристики за допомогою дискретних вимірювальних приладів та програм ПЕОМ.

Короткі теоретичні відомості

Перед тим як приступити до роботи необхідно освоїти роботу приладів, які використовуються для дослідження основних параметрів електричних схем. Стосовно схем на ОП цими параметрами є: коефіцієнт подавлення синфазної складової, максимальні (мінімальні) вхідні та вихідні напруги (струми, опори), максимальне значення коефіцієнта підсилення ОП, ширина смуги пропускання у залежності від коефіцієнта підсилення. Раніше для вимірювання кожного з параметрів використовувався окремий пристрій або група пристроїв. Однак, з ускладненням схемотехнічних рішень, збільшенням ступеня інтеграції мікросхем і застосуванням мікромініатюризації з’явились прилади, які поєднують у собі кілька вимірювальних пристроїв. Такі прилади отримали назву ампером вольтметри або тестери. Сучасні електронні тестери вимірюють до десятка різноманітних параметрів електричних схем і мають цифрову індикацію виміряних величин. Класична шкала електронного тестера наведена на рисунку 5.1.

Рисунок 5.1 – Класична шкала електронного тестера.

На шкалах електронних тестерів (рис. 5.1) існують наступні позначення:

V- - вимірювання постійних напруг;

V≈ - вимірювання змінних напруг;

А - - вимірювання постійних струмів;

A≈ - вимірювання змінних струмів;

Ω - вимірювання опору;

nF - вимірювання ємності (у нанофарадах);

μF - вимірювання ємності (у мікрофарадах);

hFE - вимірювання статичного коефіцієнта передачі струму біполярних транзисторів;

Hz - вимірювання частоти.

Слід звертати особливу увагу на межі вимірюваних величин, вибраних для досліджень. При значенні вимірюваної величини набагато меншому за вибрану межу з’явиться похибка, спричинена грубим заокругленням тестера. При значенні вимірюваної величини суттєво більшому за вибрану межу на табло тестера зліва загориться одиниця. При цьому слід негайно припинити вимірювання і від’єднати тестер, інакше він вийде з ладу.

Дослідження ПІДСИЛЮВАЛЬНИХ схем на операційних підсилювачах за допомогою лабораторних стендів

Опис лабораторного стенду

Лабораторний стенд для виконання лабораторної роботи повинен складатися з макетної плати з навісними елементами, блока живлення та необхідних контрольно-вимірювальних приладів.

Макетні плати виконані як окремі закінчені вузли, кожна з яких призначена для встановлення певних типів мікросхем. Наприклад, плата 1 (рис.1) використовується для встановлення операційних підсилювачів у круглому металевому корпусі типів К140УД6, К140УД7, К140УД8 та інших з аналогічним розміщенням виводів.

На рис. 1 позначені: 1 – контактні площадки для пайки навісних елементів, 2 – контактні пелюстки для припаювання провідників, 3 – панель для розміщення ОП, 4 - контактні штирі від панелі для припаювання провідників, 5 – підлагоджувальні резистори, 6 – виводи підлагоджувальних резисторів, 7 – колодка для під’єднання напруги живлення, 8 - колодка для під’єднання плати до джерела вхідного сигналу.

Макетна плата 2 (рис. 2) та макетна плата 3 (рис. 3) використовуються для встановлення та дослідження операційних підсилювачів у пластмасовому 14-ти виводному корпусі типів КР140УД1А, КР140УД1Б, КР140УД1В. Макетна плата 4 (рис. 4) призначена для встановлення операційних підсилювачів у пластмасовому 8-ми виводному корпусі типів КР544УД1А, КР544УД1Б, КР544УД1В, КР140УД8А, КР140УД8Б. Позначення елементів на платах 2, 3 та 4 такі ж, як і на платі 1.

Рисунок 1 – Монтажна плата 1 для встановлення ОП у круглих металевих корпусах

Як блоки живлення для макетних плат у лабораторному стенді використовуються двохполярні стабілізовані джерела живлення з можливістю регулювання напруги у кожному з пліч окремо (рис. 5) та з фіксованою напругою (рис. 6). Максимальний струм навантаження для джерела з регулюванням напруги становить 150 мА, коефіцієнт стабілізації напруги – не менше 200. А для джерела з фіксованою напругою 50 мА та 50 відповідно.

Рисунок 2 – Монтажна плата 2 для встановлення ОП у пластмасових корпусах типів КР140УД1

Рисунок 3 – Монтажна плата 2 для встановлення ОП у пластмасових корпусах типів КР140УД1

Рисунок 4 – Монтажна плата 4 для встановлення ОП у пластмасових корпусах типів КР544УД1, КР140 УД8

Рисунок 5 – Двохполярне стабілізоване джерело живлення з регулюванням вихідної напруги

Рисунок 6 – Двохполярне стабілізоване джерело живлення з фіксованою вихідною напругою

Хід роботи