2 Описание лабораторной установки

Установка включает электронный осциллограф С8-39, комплекс учебный лабораторный (КУЛ-1) и лабораторный макет, позволяющий собирать различные схемы с операционным усилителем типа 140УД7.

Лабораторный макет состоит из корпуса и передней панели, на которой размещен набор контактных клемм. К соответствующим клеммам, согласно изображенной на передней панели электрической схеме, с нижней стороны панели распаян интегральный операционный усилитель типа 140УД7. Схема макета представлена на рис. 2.1.

Рис. 2.1 – Схема лабораторного макета

3 Подготовка к проведению исследований

1. Представить преподавателю результаты расчетов и моделирования.

2. Подобрать все необходимые для макетирования компоненты (после окончания работы компоненты возвращаются на место).

3. Собрать схему путем подключения соответствующих компонентов к контактным клеммам макета.

4. Проверить все соединения и после этого показать преподавателю.

ВНИМАНИЕ: включать питание и приборы можно только после проверки схемы преподавателем и получения разрешения!

После того, как монтаж проверен и получено разрешение, можно приступать к исследованиям.

5. Все измерения проводить относительно "земли". Сопротивление нагрузки не должно быть менее 2 кОм, в противном случае ОУ может выйти из строя. Отключать источник входного сигнала до того, как будет выключено питание. В противном случае ОУ может выйти из строя.

4 Порядок выполнения работы

4.1 На лабораторном макете собрать схему инвертирующего усилителя (рис. 4.1) со следующими параметрами: R₁ = 10 кОм, R₂ = 51 кОм, R₃ = 10 кОм.

Рис. 4.1 – Инвертирующий усилитель на основе ОУ

4.2 Включить осциллограф С8-39 и комплекс КУЛ-1. Подать напряжение питания на лабораторный макет от КУЛ-1 (использовать выходы +12В и -12В).

4.3 Снять амплитудную (передаточную) характеристику ОУ. Для этого:

• подключить к входу генератор синусоидального сигнала;

• установить частоту генерации f = 410 кГц с амплитудой 50100 мВ;

• измерить вольтметром напряжения u_вх и u_вых;

• определить коэффициент усиления К_u = u_вых/u_вх и сравнить его с рас считанным по формуле К_u = R₂/R₁;

• снять и построить амплитудную характеристику ОУ u_вых = (u_вх), письменно объяснить ее поведение.

4.4 Снять амплитудно-частотную характеристику ОУ. С этой целью:

• установить на входе схемы синусоидальный сигнал с частотой 500 Гц и амплитудой 100 мВ;

• к выходу схемы подключить осциллограф и проверить форму выходного сигнала;

• к выходу схемы подключить вольтметр в режиме измерения переменного напряжения и замерить выходное напряжение на частоте 500 ГЦ (U_вых500);

• увеличивать частоту генератора до тех пор, пока напряжение u_вых не станет равным 0,707 u_вых500, при котором определяется частота среза f_ср ОУ;

• увеличивая далее частоту сигнала генератора, снять спадающую часть АЧХ;

• построить амплитудно-частотную характеристику ОУ, определить по ней частота среза f_ср, частоту единичного усиления f₁, полосу пропускания ОУ f.

4.5 Собрать схему, приведенную на рис. 4.2, со следующими параметрами: R₁ = R₃ = 120 Ом, R₂ = R₄ = 10 кОм.

Рис. 4.2 – Схема для определения КОСС

4.6 Определить коэффициент ослабления синфазного сигнала. Для этого:

• подать на вход синусоидальный сигнал от генератора с частотой 5  10 кГц и амплитудой ~1 В;

• измерить вольтметром значения u_вх и u_вых;

• рассчитать коэффициент ослабления синфазного сигнала по формуле КОСС = (u_вх R₂)/(u_вых R₁).

4.7 Определить напряжение смещения ОУ. Для этого:

• собрать схему, изображенную на рис. 4.3, со следующими параметрами: R₁ = R₄ = 120 Ом, R₂ = 10 кОм;

• измерить вольтметром (по постоянному току) значение u_вых;

• определить напряжение смещения, приведенное ко входу, с учетом коэффициента усиления схемы.

Рис. 4.3 – Схема для определения напряжения смещения ОУ