Лабораторная работа №3 Исследование устройств на операционных усилителях

Цель работы: закрепить теоретические знания по операционным усилителям. Научиться моделировать схемы на основеоперационных усилителей с помощью программ Electronic Workbench. Научиться измерять: входные токи, напряжение смещения, входное и выходное сопротивления, время нарастания выходного напряжения операционных усилителей.

Используемое оборудование и средства: Персональный компьютер, программа Electronic Workbench.

1. Измерение входных токов оу:

Соберать схему.

Полученные значения:

Ток неинвертирующего входа	I1изм =0.07
Ток инвертирующего входа	I2изм =0.09
Средний входной ток	Iвх.ср. =0.08
Разность входных токов	Iвх. =0.01

При включении схемы, измерены входные токи и занесены в таблицу 1:

2. Измерение напряжения смещения оу:

Собрать схему, изображенную на рис:

Принимая, что R_ос = R₂, R_вх = R₁ определили коэффициент усиления ОУ

При включении схемы получены показания вольтметра ΔU_вых= 1.003

Полученное напряжение смещения. U_см= U_вых/K=1,003/1000=0.001

3. Измерение входного и выходного сопротивлений оу:

При включении схемы записаны значения входного тока I_вх =0,075мА и выходного напряжения U_вых= -20.98В

При переключении ключа записано значение входного тока

I_вх= 0,064мА (U_вых= 20.98В)

Рассчет изменения входного напряжения ΔU_вх=20,98—20,98=41.96 и тока

I_вх=0,075-0,065=0,01

Вычисленное дифференциальное входное сопротивление:

U_см=ΔU_вых/Δ I_вх

U_см=41,96/0,01 =4196000В

уменьшив сопротивление резистора нагрузки R_н до тех пор, пока выходное напряжение U_вых не будет равно примерно половине U_вых, полученного ранее;

записали значение R_н=75 Ом., которое приблизительно равно выходному сопротивлению (R_вых) усилителя.

4. Измерение времени нарастания выходного напряжения ОУ:

собрали схему

включили схему и зарисовали осциллограмму выходного напряжения;

по осциллограмме определите величину выходного напряжения U_вых, время его установления t_уст.

вычислите скорость нарастания выходного напряжения в В/мкс;

V = Uвых/t_у

0,5 В/мкс.

Сравнили измеренные результаты с паспортными данными для ОУ LM741:

- средний входной ток ОУ 0,08 мкА; +

- разность входных токов ОУ 0,02 мкА; -

- напряжение смещения ОУ 1 мВ; +

- входное сопротивление ОУ 2 МОм; +

- выходное сопротивление ОУ 75 Ом; +

- скорость нарастания выходного напряжения ОУ 0,5 В/мкс. +

5. Исследование характеристик инвертирующего усилителя:

Собрали схему

и установили следующие параметры элементов:

R₁=1 кΩ, R₂=1 кΩ, R_ос=100 кΩ, R_н=100 кΩ, ОУ типа LM741;

Используя параметры элементов схемы рассчитали коэффициент усиления

K = – R_ос/ R1=100;

к входу усилителя подключили функциональный генератор, заземлили его и установили следующие параметры гармонического входного сигнала: U_m=5 mB, ƒ=1 кГц;

вход и выход усилителя подключили к осциллографу, осциллограф заземлили;

получили на экране осциллографа изображения входного и выходного сигналов, измерили их амплитуду и разность фаз;