Описание лабораторного стенда

Лабораторный стенд, предназначенный для проведения исследований операционных усилителей, наряду с основным перечнем элементов, входящих в его состав, содержит вставной, сменный блок с операционным усилителем, набором масштабных резисторов и набором резисторов для цепи обратной связи. Вид сменного блока показан на рис. 4.10.

Рис. 4.10. Сменный блок лабораторного стенда

Рабочие задания и порядок выполнения работы

Задание № 1

Снять амплитудную характеристику операционного усилителя:

1. Собрать схему, приведенную на рис. 4.11, и подключить к ее входу через делитель, составленный из масштабных резисторов, выход источника постоянного напряжения U₁.

Последовательность действий:

• вольтметр PV1 установить в режим измерения постоянного напряжения для определения входного напряжения ОУ;

• вольтметр PV2 установить в режим измерения постоянного напряжения для определения выходного напряжения ОУ;

• после проверки преподавателем собранной схемы включить питание стенда выключателем «СЕТЬ – ВКЛ».

Рис. 4.11. Схема для снятия амплитудной характеристики операционного усилителя

2. Измерить и записать в таблицу 4.1 значения выходных напряжений операционного усилителя U_ВЫХ при различных значениях входных напряжений U_ВХ, указанных в таблице.

Таблица 4.1

Параметры схемы рис. 4.11

Измеряемая величина	Входные напряжения ОУ UВХ, мВ
UВХ, мB	-50	-20	-10	0	10	20	50
UВЫХ, B

3. По данным таблицы 4.1 построить амплитудную характеристику ОУ U_ВЫХ = f(U_ВХ), определить по ней напряжение смещения U_СМ и коэффициент усиления К_U = ∆U_ВЫХ / ∆U_ВХ. Сравнить значения с паспорт­ными данными.

Задание № 2

Снять амплитудно-частотную характеристику операционного усилителя.

1. Собрать схему, приведенную на рис. 4.12, подключить к ее входу генератор сигналов синусоидальной формы через делитель, составленный из масштабных резисторов. К выходу операционного усилителя подключить осциллограф.

После проверки преподавателем собранной схемы включить питание стенда выключателем «СЕТЬ – ВКЛ».

Рис. 4.12. Схема для снятия амплитудно-частотной характеристики операционного усилителя

2. Измеряя поочередно с помощью осциллографа амплитудные значения выходных напряжений операционного усилителя U_mВЫХ при постоянном, заданном преподавателем значении входного напряжения U_mВХ = const и различных значениях частот, указанных в таблице, занести их в таблицу 4.2.

Таблица 4.2

Параметры схемы рис. 4.12

Измеряемая величина	200 Гц	400 Гц	1000 Гц	4 кГц	10 кГц	40 кГц	100 кГц	200 кГц	400 кГц	1000 кГц	4 МГц
UmВХ, мB
UmВЫХ, B

4. По данным таблицы 4.2 построить амплитудно-частотную характеристику операционного усилителя U_mВЫХ = f (f_вх).

Задание № 3

Исследовать схему неинвертирующего операционного усилителя.

1. Собрать схему, приведенную на рис. 4.13, подключить к ее входу через делитель генератор сигналов синусоидальной формы. Установить частоту генерации, равную 1000 Гц. К выходу операционного усилителя подключить осциллограф.

После проверки преподавателем собранной схемы включить питание стенда выключателем «СЕТЬ – ВКЛ».

Рис. 4.13. Схема для снятия амплитудной характеристики операционного усилителя

2. Измерить и записать в таблицу 4.13 значения параметров операционного усилителя, указанных в таблице, при постоянном значении входного напряжения U_ВХ = 10 мВ и различных значениях резисторов в цепи обратной связи ОУ. По результатам эксперимента вычислить для трех случаев коэффициент усиления по напряжению К_U и сравнить с расчетной величиной К_Uрас = R_OC / R₁. Результаты измерений и расчетов занести в табл. 4.13.

Таблица 4.13

Параметры схемы рис. 4.13

Установлено		Измерено	Вычислено
UВХ, мB	ROC , кОм	UВЫХ, B	КU	КU
			Эксперимент	Расчет

Задание № 4

Исследовать схему сумматора на операционном усилителе.

1. Собрать схему, приведенную на рис. 4.14, подключить к ее трем входам три выхода источников постоянного напряжения U₁, U₂, U₃. К выходу операционного усилителя подключить вольтметр PV2, который так же, как и вольтметр PV1, установить в режим измерения постоянного напряжения. После проверки преподавателем собранной схемы включить питание стенда выключателем «СЕТЬ – ВКЛ».

Рис. 4.14. Схема для исследования сумматора на операционном усилителе

2. Измерить и записать в таблицу 4.14 значения входных и выходных напряжений операционного усилителя при заданных преподавателем входных значениях напряжений. Убедиться, что напряжение на выходе будет близко к расчетной величине U_ВХ = К_Uос ∙ (U₁ + U₂ + U₃) независимо от полярности входных сигналов. Определить экспериментальную погрешность суммирования.