3. Определение дифференциального коэффициента усиления

Коэффициент усиления ОУ определяется на линейной части амплитудной характеристики как .

4. Измерение входного сопротивления

На рабочем поле EWB составить измерительную схему (рис.3).

Рис.3. Схема для измерения входного сопротивления

К инвертирующему входу подключить генератор синусоидального напряжения и установить напряжение, соответствующее линейной части амплитудной характеристики. Измерить переменное напряжение между входами . Рассчитать входное сопротивление _, учитывая, что образует с резистором (1МОм) делитель напряжения, т.е. измерительную схему можно представить в виде, показанном на рис.4.

Рис.4. Схема для расчета входного сопротивления усилителя

5. Измерение выходного сопротивления

На рабочем поле EWB составить измерительную схему (рис.5).

Рис.5. Схема для измерения выходного сопротивления

Установить переменное входное напряжение, соответствующее линейному режиму работы ОУ. Клавишей пробел отключить нагрузку и измерить напряжение на выходе в режиме холостого хода , затем подключить нагрузку и измерить напряжение на выходе нагруженного усилителя . Рассчитать выходное сопротивление ОУ как элемент делителя, образованного выходным сопротивлением и нагрузкой, т.е. измерительную схему можно представить в виде, показанном на рис.6.

Рис.6. Схема для расчета выходного сопротивления усилителя

6. Исследование амплитудно-частотной и фазовой характеристик оу

Снятие амплитудно-частотной (АЧХ) и фазовой (ФХ) характеристик ОУ производится по схеме рис.7

Рис.7. Схема для снятия амплитудно-частотной характеристики усилителя

Определить коэффициент усиления для низкой частоты 1 Гц. Задать переменное напряжение на входе порядка 10-100 мкВ частотой 1 Гц и измерить напряжение на выходе, рассчитать коэффициент усиления ОУ, сравнить результат с полученным ранее результатом в пункте 4. Увеличить частоту генератора в 100 раз, и вновь измерить и рассчитать . Убедиться, что с ростом частоты уменьшается. При построении АЧХ обычно пользуются логарифмическим масштабом, т.е. строят ЛАЧХ, при этом выражают в децибелах. Выразите полученные значения в децибелах.

Программа EWB обладает весьма развитой системой анализа электронных схем, которая, в том числе, позволяет автоматизировать процесс получения ЛАЧХ и ФХ. Первоначально следует обозначить номера узлов (node) в верхней строке меню Circuit, Schematic Options, show nodes. На схеме появятся номера узлов. Далее следует Analysis, AC Frequency, FSTART – 1Hz, FSTOP – 10MHz; swept type – Decade; Number of points –100; Vertical scale – decibel; Node for analysis – установить номер выходного узла, который вы увидите на вашей схеме; Simulate.

Полученные ЛАЧХ и ФХ увеличить до полного экрана, затем с помощью переключателей курсора и сетки (Toggle Cursors, Toggle Grid) установить курсор и сетку на поле рисунка. С помощью курсора найти верхнюю частоту среза , как частоту, на которой уменьшается на 3.01dB от своего максимального значения. На этой частоте найти фазовый сдвиг . По ЛАЧХ найти частоту единичного усиления .

7. Исследование переходной характеристики

Для получения переходной характеристики, отражающей изменение выходного напряжения под действием прямоугольного импульса на входе, следует собрать схему рис.8.

Рис.8. Схема для исследования переходных процессов в ОУ

Переходную характеристику можно построить, используя аналитические возможности программы. Путь запуска программы анализа переходных процессов: Analysis, Transient, TSTART, TSTOP, Simulate. Увеличить изображение, установить сетку и курсоры, определить время прохождения характеристики между точками, соответствующими напряжениям 5 и 10 В.

Рассчитать скорость изменения выходного напряжения .