3. Программа работы
Ознакомиться с лабораторным макетом 3 для исследования динамических характеристик ОУ, интегратора и суммирующих схем.
Исследовать схему включения ОУ в инвертирующем режиме с внешней частотной коррекцией и схему интегратора (рис. 3.4):
а) пронаблюдать Uвых ОУ в режиме инвертирующего усилителя при Кос = -1 и Кос = -6 с разомкнутой и замкнутой цепью коррекции;
б) устранить самовозбуждение схемы усилителя;
в) проверить экспериментально постоянство Кос на всей полосе пропускания;
г) пронаблюдать на экране осциллографа эффекты искажения Uвых ОУ, связанные с ограничением скорости нарастания выходного напряжения;
д) рассчитать и экспериментально проверить полосу частот интегратора.
Исследовать схему дифференциатора (рис.3.5):
а) проверить экспериментально полосу частот дифференциатора
б) пронаблюдать на экране осциллографа UВЫХ дифференциатора при подаче на вход импульсов напряжения прямоугольной формы
3.4. Исследовать схемы алгебраического суммирования вводных сигналов (рис.3.6, 3.7):
а) рассчитать коэффициенты передачи инвертирующего сумматора, схемы сложения - вычитания;
б) проверить экспериментально результаты расчетов, используя встроенные в макет источники постоянного напряжения;
в) решить с помощью схемы сложения — вычитания систему двух алгебраических уравнений с двумя неизвестными.
4. Экспериментальные исследования
Ознакомиться с лабораторным стендом. Перед началом работы необходимо изучить паспортные данные ОУ К140УД7 и 574УД1А и записать их основные параметры. Включить и откалибровать измерительные приборы С1-93, В7- 16А и ГЗ-112.
Исследовать схемы включения ОУ в качестве усилителя с внешней частотной коррекцией и схемы интегратора.
4.2.1. Использовать для проведения исследований схему 1 макета (рис.3.4) . перевести переключатель SA1 в положение 3. Разомкнуть контакты XS2. Закоротить вход XS1 на общий провод. Пронаблюдать форму и величину выходного напряжения ОУ.
4.2.2 Повторить п.4.2.1. переводя переключатель SA1 в положение 4.
4.2.3. Устранить самовозбуждение схемы замыканием XS2 и подбором значения корректирующей ёмкости C3.
4.2.4. Для определения постоянства произведения коэффициента усиления на полосу пропускания измерить UВЫХ схемы инвертирующего усилителя с различным Кос на частоте входного сигнала около 1 МГц. Амплитуда входного сигнала не должна превышать 0,1 В.
Использовать для определения скорости нарастания UВЫХ схему 1 (рис. 3.4).
Установить значение Кос = 12.
Подать на вход схемы сигнал синусоидальной формы с частотой 2 кГц и подобрать его амплитуду так, чтобы UВЫХ усилителя было близким к максимально возможному.
Увеличить частоту синусоидального сигнала до тех пор, пока сигнал на выходе не станет близким к треугольному.
Измерить крутизну линейного участка UВЫХ. Эта крутизна ∆ UВЫХ /∆t равна скорости нарастания V.
Рассчитать частоту, при которой синусоидальный сигнал начнёт искажаться, если UВЫХ = ±5В (амплитудное значение).Использовать соотношение
V=2πf UВЫХ.MAX
Рассчитать, при каком амплитудном напряжении можно работать без искажений при полученных ограничениях, обусловленных скоростью нарастания, если частота UBX равна 2 МГц. Подтвердить измерением результат расчёта.
4.2.11. Используя данные значений элементов схемы интегратора, рассчитать полосу частот, в которой возможно интегрирование
Проверить расчёты экспериментально. Пронаблюдать выходной сигнал интегратора при подаче UBX прямоугольной формы.
Для исследования схемы дифференциатора (рис.3.5) подать на вход сигнал синусоидальной (прямоугольной) формы и пронаблюдать Uвых при различных амплитудах и частотах входного сигнала.
Рассчитать коэффициенты передачи входного сигнала по различным входам для проведения исследований схем алгебраического сложения (рис. 3.6, 3.7). При помощи схемы, изображенной на рис.3.6, решить уравнение
Uвых= - ( Uвх.1 + 0,5Uвх.2 + 2Uвх.3 )
используя для этого встроенные в макет источники постоянного напряжения.
4.4.1. Написать для схемы сложения - вычитания (рис. 3.7) выражение для Uвых. Проверить экспериментально. Выполняется ли условие баланса схем?
