2. Описание стенда
Лабораторный стенд содержит оптоэлектронный усилитель (ОЭУC). На переднюю выведены ручки регуляторов напряжений источников питания и клеммы контрольно-измерительных приборов. Схема рассматриваемого устройства представлена на рис. 9.
Входной сигнал подается на вход повторителя, собранного на операционном усилителе усилителя DA1. С выхода повторителя сигнал подается на изолирующий усилитель, собранный на двух операционных усилителях (DA2, DA3) и дифференциальном оптроне.
Рис. 9. Схема электрическая принципиальная оптоэлектронного усилителя
Ток I1 может быть найден из выражения
.
Операционный усилитель DA2 управляет током IF и обеспечивает выполнение приведенного выражения.
Выходное напряжение схемы может быть рассчитано на основании выражения
.
В идеальном случае токи I1 и I2 равны. В реальности их отношение несколько отлично от единицы и практически не зависит от тока IF.
.
Таким образом, расчетное выражение для выходного напряжения имеет вид:
.
Использование дифференциальной оптопары позволяет компенсировать нелинейность входящих в ее состав двух идентичных оптронов, изготовленных в одном технологическом процессе.
2. Порядок выполнения работы
1. Изменяя входное
напряжение от 0 до 15 В, снять зависимости:
;
;
;
при двух заданных преподавателем
положениях рукоятки резистора R3.
Результаты измерений свести в табл. 11.
Таблица 11
Форма таблицы для результатов эксперимента п. 1
№, п/п |
Uвх, В |
I1, мА |
I2, мА |
IF, мА |
Положение рукоятки «1» |
||||
|
|
|
|
|
Положение рукоятки «2» |
||||
|
|
|
|
|
2. На основе полученных в п. 1 данных построить зависимость коэффициента передачи усилителя от входного напряжения. Результаты свести в табл. 12.
Таблица 12
Форма таблицы для результатов эксперимента п. 2
№, п/п |
Uвх, В |
β |
|
|
|
3. На основе полученных в п. 1 данных построить зависимость соотношения токов Kз от входного напряжения. Результаты свести в табл. 13.
Таблица 13
Форма таблицы для результатов эксперимента п. 3
№, п/п |
Uвх, В |
Kз |
|
|
|
4. Выполнить теоретический расчет тока I1 при любом значении входного напряжения из диапазона в п. 1. Выполнить сравнение с данными эксперимента.
5. Выполнить теоретический расчет сопротивления в цепи обратной связи DA3 для двух случаев из п. 1.
6. Подать на вход усилителя однополярные импульсы и снять осциллограммы на выходе схемы. Оценить время нарастания и время спада выходных импульсов.
3. Содержание отчета
Отчет о выполнении работы должен содержать:
1. Зависимости в табличном и графическом видах по результатам п. 1 (раздел 2).
2. Зависимость коэффициента передачи схема от входного напряжения в табличном и графическом видах по результатам п. 2 (раздел 2).
3. Зависимость соотношения токов Kз от входного напряжения в табличном и графическом видах по результатам п. 3 (раздел 2).
4. Теоретический расчет тока I1 по результатам п. 4 (раздел 2).
5. Теоретический расчет сопротивления в цепи обратной связи DA3 по результатам п. 5 (раздел 2).
6. Осциллограммы входного и выходного напряжений по результатам п. 6 (раздел 2) и оценку фронтов выходного напряжения.
7. Выводы о проделанной работе.