Лабораторная работа 2-7 icon

Лабораторная работа 2-7



НазваниеЛабораторная работа 2-7
Дата конвертации31.08.2012
Размер139.49 Kb.
ТипЛабораторная работа

Лабораторная работа 2-7

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕГРАЛЬНОГО ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ

Цель работы


Целью настоящей работы является ознакомление с основными параметрами операционного усилителя (ОУ) по переменному и постоянному токам и основным схемам его включения.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК


  1. Шило В.Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. -М.: Сов. радио, 1978.

  2. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. -М.: Мир, 1982.

  3. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы: Под ред. С.В. Якубовского.-М.: Радио и связь, 1984.





Описание лабораторной установки


На рис. 2 представлена принципиальная электрическая схема лабораторной установки.

Схема №1 предназначена для измерения следующих параметров ОУ по переменному току:

- коэффициента усиления дифференциального сигнала (Кид);

- коэффициента передачи синфазного сигнала (Кисф);

- коэффициента ослабления синфазного сигнала (Кос сфиди сф)

- максимальной амплитуды неискаженного выходного сигнала Uвых макс.

В данной схеме ОУ включен без обратной связи. Установка нуля на выходе в режиме покоя (балансировка схемы ) осуществляется при помощи потенциометра R3. Емкости С1 и С2 является разделительными емкостями. Если переключатель П1 находится в положении 1, то входной синусоидальный сигнал из т4.А через делитель R1, R2 и емкость С1 поступает только на неинвертирующий вход ОУ (обозначен знаком "+"), что соответствует дифференциальной подаче сигнала. Если П1 - в положении 2, то входной синусоидальный сигнал через емкость С2 одновременно подается и на инвертирующий вход ОУ (обозначен знаком "-"), что соответствует синфазной подаче сигнала.

Схема №2 предназначена для измерения следующих параметров ОУ по переменному току:

- входного сопротивления для дифференциального сигнала (Rвхд)

-выходного сопротивления (Rвых). В данной схеме входной синусоидальный сигнал из т4.А через делитель R1, RЗ и разделительную емкость С1 подается на неинвертирующий вход ОУ, при этом если ключ К1 разомкнут, то входной сигнал проходит и через резистор R2. Ключ К3 позволяет отключать резистор нагрузки R8 от выхода ОУ, реализуя режим холостого хода. При размыкании ключа К2 в схеме вводится обратная связь по переменному напряжению последовательного типа, причем глубина этой обратной связи определяется отношением резисторов R5 и R6. Цепь С3-R7 обеспечивает устойчивость работы ОУ с обратной связью.


Схема №З предназначена для измерения следующих параметров ОУ по постоянному току:

- напряжения смещения нуля, т.е. напряжения, которое нужно подать между входами ОУ, чтобы на выходе ОУ был нуль (Uсм);

- входных токов по инвертирующему и неинвертирующему входам ОУ (I- вх и I+ вх);

- разности входных токов (Iвх )

В данной схеме введена отрицательная обратная связь при помощи резисторов R6 и R3. Цепь С1-R7 обеспечивает устойчивость работы ОУ с обратной связью.

Схема №4 предназначена для исследования трех схем включения ОУ с обратной связью на резисторах R10 и R7. Когда переключатель П1 находится в положении 1, а П2 в положении 2, получается инвертирующий усилитель, причем величина входного постоянного сигнала регулируется потенциометром R2. Когда П1 в положении 2, а П2 в положении 1, получается схема неинвертирующего усилителя, а величина входного сигнала регулируется потенциометром R5. Если оба переключателя и П1 и П2 находятся в положении 1, то получается схема дифференциального (разностного) усилителя, в котором сигнал на выходе ОУ пропорционален разности сигналов, поступающих на инвертирующий и неинвертирующие входы с потенциометров R2 и R5. Цепь С1-R11 обеспечивает устойчивую работу ОУ с обратной связью.

^ Расчетное задание

(выполняется студентами дневного отделения)


Каждый студент по указанию преподавателя должен выполнить расчетное задание, состоящее из двух пунктов. Преподаватель задает тип ОУ из следующего набора KI40УД1А, 140УД7, К553УД2 и номер варианта из табл. 2 и 3:

Таблица 2


Вариант

1


2

3

4

5

6

7

8

9

10

Параметр































R1, кОм

10

8

5

5

1

1

10

8

8

8

R2. иОм

200

300

50

200

25

10

100

400

200

80

Т, °С

20

30

40

50

60

50

40

30

40

50



Таблица 3


Вариант
Параметр

I

2

3

4

5

6

7

8

9

10

R1, кОм

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

1.0

2.0

3,0

4,0

5,0

R2, ним

100

50

60

200

100

50

60

90

100

500



50

40

50

30

60

70

80

90

100

50

z, Ом

50

100

200

50

100

200

50

100

200

50

Iэ1, мА

0,1

0,5

0,2

0,3

0,1

0,5

0,2

0,1

0,5

0,1





1) для схемы на рис.3 определить сопротивление резистора R3, обеспечивающее минимизацию ошибки от входных токов ОУ, и рассчитать при этом напряжение ошибки на выходе усилителя и дрейф этого напряжения в заданном диапазоне температур;


2) определить коэффициент усиления и входное сопротивление неинвертирующего усилителя на рис.4, если заданы значения номиналов внешних резисторов и параметры транзисторов входного дифференциального каскада ОУ (табл.3).




Рабочее задание


  1. 1. Для схемы №1 проделать следующие пункты задания:

а) провести балансировку ОУ, для чего включить на выход ОУ универсальный вольтметр В7-26 по постоянному напряжению и изменяя положение движка потенциометра RЗ, добиться нулевого постоянного напряжения на выходе.

При дальнейших измерениях движок потенциометра R3 не перемещать ;

б) измерить Кид для чего входной сигнал с частотой 5 кГц от генератора синусоидальных колебаний Г3-33 подать в точку А. К выходу схемы подключить осциллограф, переключатель П1 поставить в положение 1. Пользуясь милливольтметром переменного напряжения установить в точке А напряжение равное 100 мВ. Измерить напряжение на выходе схемы Uвых. Величина Кид находится по формуле с учетом номиналов резисторов делителя R1 и R2:


Кид=Uвых/Uа=Uвых/(UА.R2/R1)=Uвых/ UА*103, где Uа= UА*(R2/(R1+R2) UАR2/R1,

при R1>>R2

Выражение для Кид получено с учетом заданных номиналов резисторов R1 и R2в схеме.

в) измерить Uвых макс, для чего, увеличивая амплитуду входного сигнала, наблюдать по осциллографу форму выходного напряжения. При этом Uвых макс – это такое напряжение при котором появляются заметные искажения формы синусоидального сигнала. При изменение учесть, что вольтметр переменного напряжения измерений действующееесчвыуц32 значение Uвых, а осциллограф – амплитудное.

Сравнить измеренное значение Uвых макс со справочным значением;

г) измерить Ки сф, для чего переключатель П1 поставить в положение 2. Установить в т.А напряжение 1В и измерить напряжение на выходе схемы, при этом


^ Кисф=Uвых/(UА.R2/R1)=( Uвых/ UА)103


Подсчитать коэффициент ослабления синфазного сигнала Кос.сф сравнить со справочным значением.

2. Для схемы № 2 проделать следующие пункты задания:

а) измерить входное сопротивление схемы для дифференциального сигнала. Сначала провести измерения без обратной связи, для чего замкнуть ключ К2. Подать в т.А синусоидальное напряжение частотой 5 кГц, замкнуть ключ К1 и установить Uвых.1=500мВ. Измерить при этом напряжение в т4. А (UА1) Разомкнуть ключ К1 и вновь установить Uвых.2=500мВ. Измерить соответствующее значение напряжения в т.А (UА2) при Rг=R2=3 кОм. Величину Rвх.д определить по формуле:


Rвхд=RгUА1/(UА2-UА1)

Полученную величину сравнить со справочным значением;

б) измерить выходное сопротивление схемы без обратной связи, для чего оставить замкнутым ключ К2. Разомкнуть ключ К3, установить Uвых.хх=500 мВ, после этого замкнуть ключ К3 и измерить Uвых нагр. при Rн =R8 =1 кОм. Определить Rвых по формуле


Rвых=Rн(Uвыххх-Uвыхн)/Uвыхн


Полученную величину сравнить со справочным значением;

в) провести измерение Rвхд и Rвых с обратной связью, для чего разомкнуть ключ К2 и снова проделать пункты 2а) и 2б). При измерении Rвхд устанавливать Uвых.1 и Uвых.2 равными 50 мВ.

При измерении Rвых устанавливать Uвых.хх также равным 50 мВ.

3. Для схемы №3 проделать следующие пункта задания:

а) провести установку нуля вольтметра В7-26. В дальнейших измерениях при каждом переключении шкалы вольтметра производить установку нуля. Кроме того, для всех измеряемых величин напряжений записывать знак в соответствии с положением переключателя на лицевой панели вольтметра;

б) измерить напряжение смещения нуля, для чего замкнуть ключи К2 и К3. Измерить вольтметром В7-26 напряжение на выходе схемы Uвых.1 . Учитывая, что R3-низкоомный резистор, можно записать:


Uвых1Uсм.Киос=Uсм(1+R6/R3)


и определить отсюда величину Uсм. Полученную величину сравнить со справочным значением;

в) определить величину I+ вх , для чего разомкнуть ключ К2 (К3 - замкнут) и измерить Uвых.2. Определить I+ вх из уравнения


Uвых2 Киос(Uсм-Iвх+R4)


Сравнить полученную величину со справочным значением;

. г) определить величину I-вх, для чего разомкнуть ключ КЗ, замкнуть ключ К2 и измерить Uвых.3. Определить I- вх из уравнения:


Uвых3 Киос(Uсм+Iвх-R5)

Сравнить полученную величину со справочным значением; д) определить Iвх, для чего разомкнуть ключи К2, К3 измерить Uвых4. Так как R4=R5, то Iвх определить из уравнения:


Uвых4 Киос(Uсм+ Iвх R4)

Сравнить полученную величину Iвх с результатами измерений по п.3в), г) как: Iвх=Iвх+- Iвх- и со справочным значением.

4. Для схемы №4 проделать следующие пункты задания:

а) снять амплитудную характеристику для инвертирующего усилителя, для чего переключатель П1 поставить в положение 1, а П2 - в положение 2. Изменяя потенциометром R2 напряжение на инвертирующем входе в соответствии с табл.4, измерять соответствующие значения напряжений на выходе ОУ. При снятии амплитудной характеристики использовать два вольтметра постоянного напряжения В7-26 и проводить измерения , по возможности, не переключая шкал вольтметров,

Таблица 4


UВХ, МВ

+400

+300

+200

+100

+50

0

-50

-100

-200

-300

-400

а) UВЫХ,В


































б) UВЫХ,В




































б) снять амплитудную характеристику для неинвертирующего усилителя, для чего переключатель П1 поставить в положение 2, а П2 в положение 1. Изменяя потенциометром R5 напряжение на неинвертирующем входе в соответствии с табл.4, измерять соответствующие значения напряжений на выходе ОУ.

Амплитудные характеристики UВЫХ=f(UВХ) полученные в п.4а) и 4б), построить на одном графике и определить из них значения КИ инв , Ки неинв , Uвых ос и Uвых макс. Учитывая низкоомные значения резисторов R7 и R8, определить по амплитудным характеристикам напряжение смещения нуля ОУ (Uсм);

в) исследовать работу дифференциального (разностного) усилителя, для чего переключатели П1 и П2 поставить в положение 1. Установить сначала потенциометром R5 Uвх неинв=+50мВ, затем потенциометром R2 Uвх инв = -100 мВ и измерить напряжение на выходе схемы. Убедиться, что


Uвыхи инв(Uвх инв-Uвх неинв) или Uвыхи неинв(Uвх неинв-Uвх инв)








Похожие:

Лабораторная работа 2-7 iconДокументы
1. /OOP/Лабораторная работа ь00-Введение.doc
2. /OOP/Лабораторная...

Лабораторная работа 2-7 iconЛабораторная работа: создание мини-презентации «Памятники Кремля»
Лабораторная работа проводится в компьютерном классе, с подключением к сети Internet
Лабораторная работа 2-7 iconДокументы
1. /Lab1/Лабораторная работа 1.doc
2. /Lab2/Лабораторная...

Лабораторная работа 2-7 iconИ я забуду Покажи мне и я запомню, Дай мне действовать самому и я научусь. Китайская мудрость Тема: Лабораторная работа
Тема: «Лабораторная работа «Измерение работы и мощности тока в электрической лампочке»
Лабораторная работа 2-7 iconДокументы
1. /Nash/lab1/Лабораторная работа ь1.doc
2. /Nash/lab10/Лабораторная...

Лабораторная работа 2-7 iconЛабораторная работа №2 «Система безопасности Windows xp»
Лабораторная работа №2 «Система безопасности Windows xp» Цель работы: Изучить систему безопасности Windows xp
Лабораторная работа 2-7 iconЛабораторная работа «Работа в Windows c помощью основного меню. Использование технологии ole»
Запишите размер папки, выраженный в Мб (мегабайтах) в текстовый редактор блокнот
Лабораторная работа 2-7 iconЛабораторная работа «Работа с текстовыми фрагментами без помощи мыши»
Скопируйте последнее слово получившегося текста и вставьте его в начало текста один раз
Лабораторная работа 2-7 iconДокументы
1. /Базовые задачи на обработку массива.doc
2. /ЗадачиНаЛиниВетвление.doc
Лабораторная работа 2-7 iconДокументы
1. /laba/Лабораторная работа ь1.doc
2. /laba/Лабораторная...

Лабораторная работа 2-7 iconДокументы
1. /механизация/~$б работа ь4.doc
2. /механизация/~$бораторная...

Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов