Опыт №11. Усилитель переменных сигналов
Рис. 21. Усилитель переменных сигналов
Основные соотношения
Коэффициент усиления усилителя в полосе пропускания: Acl = -(R2 / R1).
АЧХ усилителя переменных сигналов имеет два полюса: нижний (f1) и верхний (fр).
Частота верхнего полюса fр = fT β, где β = R1 / (R1 + R2).
Частота нижнего полюса f1 = 1 / (2πСR2).
fT - частота единичного усиления ОУ.
Порядок выполнения
1. Реализуйте схему, показанную на рис. 21. Не забудьте подключить питание к ОУ.
2. Подключите питание к плате, а в качестве входного сигнала используйте выходное напряжение синусоидального генератора (Vm = 0.1B, частота f = 1кГц). С помощью осциллографа наблюдайте за изменением выходного напряжения V0. Его амплитудное значение должно быть близко к нулю.
3. Подключите питание к плате, в качестве входного напряжения используйте выходное напряжение синусоидального генератора (Vm = 0,1В, частота f = 100кГц) и с помощью осциллографа наблюдайте выходное напряжение V0. Форма этого напряжения должна быть синусоидальной. Изменяйте амплитуду входного напряжения до тех пор, пока выходное напряжение не станет равным 1В. С помощью мультиметра или осциллографа измерьте входное напряжение Vin и запишите результат.
Vin = ________________ мВ
4. Изменяйте частоту входного сигнала в диапазоне 20Гц – 1МГц, сохраняя амплитуду постоянной. С помощью осциллографа осуществите измерение выходного и выходного напряжений и заполните таблицу.
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vin мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vo мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Acl дБл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Отобразите полученные результаты на графике:
6. Аппроксимируйте график АЧХ тремя прямыми линиями. Определите частоты fT, f1, fр. Определите величины наклона характеристик. Запишите результат:
fT = _______________ кГц;
f1 = ________________ Гц;
fр = ________________ кГц;
левый наклон = ___________________________ = +____________ дБл/декада;
правый наклон = __________________________ = - ____________ дБл/декада.
7. Используя формулы, данные в разделе «Основные соотношения», рассчитайте коэффициент усиления усилителя в полосе пропускания, частоту fр и частоту f1. Запишите полученные результаты в следующем виде:
Acl = R2 / R1 = _______________________________ = __________
fр,calc = fT β = fT R1/ (R1 + R2) = _____________________________ = _____________ кГц
f1 = 1 / 2πR1C = _____________________________________________= ______________ Гц
Вывод:
Усилитель усиливает сигналы переменного тока и ослабляет сигналы постоянного тока. АЧХ этого усилителя имеет наклон на низких частотах, который равен 20 дБл/декада.