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
Москва 2014г. Министерство образования и науки Российской Федерации
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАМИ)
Кафедра общей электротехники
ЭЛЕКТРОНИКА
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
По теме: «Операционный усилитель»
Выполнил студент 3 курса: Мясников Алексей Валерьевич
Группа: 5-ЗЭ-2
Учебный шифр: 112297
Проверил: Балаев Вячеслав Викторович
Москва 2014г.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2.
ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ
Цель работы – изучение принципа действия и исследование параметров основных схем включения операционного усилителя.
1. Описание лабораторной установки
 |
На передней панели лабораторной установки (рис. 1) приведены исследуемые схемы. " Переключатель П " предназначен для выбора схем. Ручкой " Регулятор Uвх " изменяют величину входного напряжения, подаваемого на вход схем. Это напряжение измеряют вольтметром " Uвх ". Выходное напряжение измеряют вольтметром " Uвых ". Включение стенда производят тумблером " Сеть ". При этом загорается лампочка Л. Клеммы для подключения осциллографа используют при исследовании мультивибратора.
2. Задания и методические указания по выполнению работы
П.1. Задание. Снять передаточную характеристику инвертирующего усилителя, определить коэффициент усиления на линейном участке.
Методические указания. Переведем " Переключатель П " в положение 1 " Инвертирующий усилитель " (рис. 1). Составим табл. 1.
С помощью " Регулятора Uвх " установим отрицательное максимальное (по модулю) входное напряжение. Измерим напряжения на входе и выходе. Запишем эти значения в столбец 1 табл. 1 для инвертирующего усилителя. Они соответствуют координате точки 1 на передаточной характеристике (рис. 2). Изменяя входное напряжение, отметим его значение, при котором начнет изменяться выходное напряжение. Оба значения занесем в столбец 2. Они соответствуют точке 2 на рис. 2. Рабочая точка перешла из области ограничения в линейную область. В линейной области установим выходные напряжения +5 В, 0, -5 В, измеряя каждый раз входные напряжения. Занесем каждую пару значений соответственно в столбцы 3, 4, 5. Эти значения соответствуют точкам 3, 4, 5 на рис. 2.
Таблица 1
| Усилители | Uвх, Uвых | Область ограничений | Линейная область | Область ограничений | |||||
| Инвентирующий | Uвх | -2 | -1 | -0,5 | 0,5 | 1,5 | -10 | ||
| Uвых | -5 | -15 | -15 | ||||||
| Неинвертирующий | Uвх | -2 | -1 | -0,5 | 0,5 | 1,5 | |||
| Uвых | -15 | -15 | -5 | ||||||
| сумматор | Uвх | -2 | -1,5 | -1 | -0,5 | 0,8 | 1,5 | -0,5 | |
| Uвых | -5 | -15 | -15 |
Продолжим изменение входного напряжения до того значения, когда выходное напряжение перестанет изменяться. Оба значения напряжения занесем в столбец 6. Они соответствуют точке 6 на рис. 2.
Установим положительное максимальное входное напряжение. Измерим входное и выходное напряжения и занесем их значения в столбец 7. Они соответствуют точке 7 на рис.2.
Определим коэффициент усиления инвертирующего усилителя в линейной области по формуле:
КИ= (Uвых5−Uвых3)/(Uвх5−Uвх3)= (-5-5)/(0,5+0,5)= -10
где Uвых5, Uвх5 и Uвых3, Uвх3 берем из столбцов 5 и 3 табл. 1 для инвертирующего усилителя. Занесем КИ в столбец 8 табл. 1.
Построим передаточную характеристику по табличным данным (рис.2).
П.2. Задание. Снять передаточную характеристику неинвертирующего усилителя, определить коэффициент усиления на линейном участке.
Методические указания. Переведем " Переключатель П " в положение 2 " Неинвертирующий усилитель " (рис. 1). Проведем работу по методике, изложенной в пункте П.1, но в точке 3 установить Uвых = -5 В, а в точке 5 установим Uвых = +5 В. Данные занесем в табл. 1 в строчки для неинвертирующего усилителя. Данные в столбцах 1-7 соответствуют точкам 1-7 на передаточной характеристике неинвертирующего усилителя (рис. 3). Определим коэффициент усиления в линейной области:
КН= ( Uвых5−Uвых3)/(Uвх5−Uвх3)= (5+5)/(0,5+0,5)= 10
где Uвых5, Uвх5 и Uвых3, Uвх3 берем из столбцов 5 и 3 табл. 1 для неинвертирующего усилителя. Занесем КН в столбец 8 табл. 1.
Построим передаточную характеристику (рис.3).
П.3. Задание. Снять передаточную характеристику инвертирующего сумматора, определить напряжение смещения передаточной характеристики.
Методические указания. Переведем " Переключатель П " в положение 3 " Инвертирующий сумматор " (рис. 1). В эксперименте изменяется напряжение Uвх1, а напряжение Uвх2 остаётся постоянным. Проведем работу по методике, изложенной в пункте П.1. Экспериментальные данные занесем в табл. 1 в строчки для сумматора.
Данные в столбцах 1-7 соответствуют координатам точек 1-7 на передаточной характеристике инвертирующего сумматора (рис. 4).
Построить передаточную характеристику инвертирующего сумматора. Определим напряжение смещения передаточной характеристики (- Uсм) и занесем это значение в столбец 8 табл. 1.
П.4. Задание. Снять передаточную характеристику компаратора, определить пороговые напряжения и ширину петли гистерезиса.
Методические указания. " Переключатель П " установим в положение 4 " Компаратор " (рис. 1). Составим табл. 2.
Таблица 2
| Uвх В | -2 | 1,5 | -1 | |
| Uвых В | -15 | -15 |
С помощью " Регулятора Uвх " установим отрицательное максимальное (по модулю) входное напряжение. Измерим напряжения на входе и выходе, и запишем эти значения в столбец 1 табл. 2. Эти значения соответствуют точке 1 на передаточной характеристике (рис. 5).
Увеличивая входное напряжение, определим входное напряжение, при котором происходит скачкообразное изменение выходного напряжения. Эту пару значений напряжений занесем в столбец 2. Они соответствуют точке 2 на рис. 5.
Установим положительное максимальное входное напряжение. Измерим входное и выходное напряжения и занесем эти значения в столбец 3. Они соответствуют координате точки 3 на рис. 5.
Уменьшая входное напряжение, определим входное напряжение, при котором происходит скачкообразное изменение выходного напряжения. Эту пару значений напряжений занесем в столбец 4. Они соответствуют точке 4 на рис. 5.
Построим передаточную характеристику компаратора (рис. 5).
Определим пороговые напряжения (+Uп и-Uп) и ширину петли гистерезиса:
Uп= (+Uп) −(− Uп)= +1-(-1)= 2 В.
П.5. Задание. Исследование мультивибратора. Снять осциллограммы выходного напряжения и напряжения на конденсаторе. Определить период повторения выходного напряжения, амплитуды выходного напряжения и напряжения на конденсаторе, длительность фронта выходного напряжения. Рассчитать частоту и скорость нарастания выходного напряжения.
Методические указания. Переведем " Переключатель П " в положение 5 " Мультивибратор " (рис. 1). Составим табл. 3, где приняты следующие обозначения: Кл – количество клеток в полном размахе напряжений; В/кл, мс/кл, мкс/кл – цена клетки (масштабы развёрток осциллографа); В, мс, мкс – произведение клеток на цену одной клетки (вольты, миллисекунды и микросекунды).
Таблица 3
| 2Uвых.т | 2Uс.т | Т | tфр | dUвых/dt, В/мкс | f, Гц | β | ||||||||
| Кл | В/кл | В | Кл | В/кл | В | Кл | мс/кл | мс | Кл | мкс/кл | мкс | |||
| − | − | 19,2 | − | − | 2,35 | − | − | 0,95 | 17,5 | 6,4 | 1,05 | 0,122 |
Снимем осциллограммы выходного напряжения и напряжения на конденсаторе. Определим в клетках (Кл) полные размахи выходного напряжения 2Uвых.т и напряжения на конденсаторе 2Uс.т которые равны двойным амплитудам. Занесем эти значения и цену клетки (В/Кл) в табл. 3. Определим напряжения в вольтах (В).
Определим период повторения выходного напряжения Т в клетках (Кл) и в миллисекундах (мс). Увеличим скорость развёртки осциллографа и определим длительность фронта выходного напряжения tфр.
Вычислим: частоту выходного напряжения f= 1/T= 1,05 Гц, коэффициент передачи делителя напряжения β = 2Uс.т/2Uвых.т= 2,35/19,2= 0,122, скорость нарастания выходного напряжения (dUвых/dt)= (2 Uвых.т/tфр).
Экспериментальные и расчётные данные занесем в табл. 3.
Вывод: изучили принцип действия и исследовали параметры основных схем включения операционного усилителя.
| <== предыдущая | | | следующая ==> |
| | |
Date: 2015-11-13; view: 258; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА... |