Цель работы: Исследование инвертирующего сумматора сигналов на основе оу. Основные теоретические положения

Схема инвертирующего сумматора показана на рисунке 7. Анализ схемы производится аналогично анализу основной инвертирующей схемы включения.

Основные характеристики схемы

В данном случае сумматор имеет три входа.

Напряжение в квазинуле ( на инвертирующем входе А4) стремится к нулю. Поэтому входные сопротивления каждого их входов сумматора равны, соответственно, Ra, Rb, Rc.

Через них протекают токи Ia(t) = Uвх.1(t)/ Ra, Ib(t) = Uвх.2(t)/ Rb, Ic(t) = Uвх.3(t)/ Rc.

Сумма этих токов протекает в цепи ООС.

Выходное напряжение сумматора рассчитывается по следующей формуле:

Uвых(t) = Uвх.1(t) * К1 + Uвх.2(t) * К2 + Uвх.3(t) * К3,

где K1 = - (Rос || Rдоп.1)/Ra, K2 = - (Rос || Rдоп.1)/Rb, K3 = - (Rос || Rдоп.1)/Rc.

Каждый из входов сумматора является независимым в том плане, что его коэффициент усиления не зависит от величин входных сопротивлений других входов.

Рис.7. Инвертирующий сумматор сигналов на основе ОУ.

Задание к лабораторной работе 3

В случае использования программного осциллографа на основе компьютера, откалибровать осциллограф по эталонному прямоугольному входному сигналу с амплитудой равной 1В.

Собрать схему рис.7. Ra = R11, Rb = R12, Rc = R13, Rос = R17 . Генераторы сигналов подключаются по указанию преподавателя. Сопротивления R12 и R13 подключаются к выходам генераторов перемычками П.23.1 и П.24.1, а к точке квазиноль перемычками П.28 и П.29, соответственно. Сопротивление R11 подключается к выходу генератора перемычкой П.23.1, а к точке квазиноль перемычками П.27 и П.к.н. Сопротивление R17 подключается к точке квазиноль перемычкой П.32.

Рассчитать характеристики выходного сигнала сумматора и сравнить с экспериментом.

Зарисовать осциллограммы на выходах генераторов, в квазинуле и на выходе схемы.

Отчет по работе должен содержать исследуемые схемы, результаты расчетов и измерений, а также осциллограммы и основные выводы.

Контрольные вопросы.

Как рассчитываются выходные сигналы схемы?

Чему равно входное сопротивление каждого из входов схемы?

Чему равно напряжение в квазинуле схемы?

Лабораторная работа 4.

Сумматор – вычитатель сигналов на основе ОУ.

Цель работы: Исследование сумматора – вычитателя сигналов на основе оу. Основные теоретические положения.

Схема сумматора – вычитателя сигналов на основе ОУ показана на рисунке 8.

Рис.8. Сумматор – вычитатель сигналов на основе ОУ.

В данном случае для преобразования (например, усиления) входных сигналов используются оба входа ОУ. Устройство имеет три инвертирующих входа : Uвх.1(t), Uвх.2(t), Uвх.3(t), и работа по этим входам полностью аналогична рассмотренному выше инвертирующему сумматору сигналов. Кроме того, имеется четвертый - неинвертирующий вход Uвх.4(t). Очень часто, как, например, в классических измерительных усилителях, между этим входом и неинвертирующим входом ОУ включен резистивный делитель напряжения, образованный, в данном случае, сопротивлениями Rd, Re и Rдоп.(R20).

Коэффициент передачи (деления) этого делителя Кдел. = (Re || R20) / [(Re || R20) + Rd]. Величина сигнала на неинвертирующем входе ОУ меньше, чем Uвх.4(t), именно в это количество раз.Сигнал, поступивший на неинвертирующий вход ОУ усиливается с коэффициентом К4.

Легко показать, что К4 = 1 + (Rос || R16) / (Ra || Rb || Rc).

Uвых(t) = Uвх.1(t) * К1 + Uвх.2(t) * К2 + Uвх.3(t) * К3 + Uвх.4(t) * Кдел.* К4.,

где K1 = - (Rос || Rдоп.1)/Ra, K2 = - (Rос || Rдоп.1)/Rb, K3 = - (Rос || Rдоп.1)/Rc.

Задание к лабораторной работе 4.

В случае использования программного осциллографа на основе компьютера, откалибровать осциллограф по эталонному прямоугольному входному сигналу с амплитудой равной 1В.

Собрать схем рис.8. Ra = R11, Rb = R12, Rc = R13, Rос = R17 . Генераторы сигналов подключаются по указанию преподавателя. Сопротивления R12 и R13 подключаются к выходам генераторов перемычками П.23.1 и П.24.1, а к точке квазиноль перемычками П.28 и П.29, соответственно. Сопротивление R11 подключается к выходу генератора перемычкой П.23.1, а к точке квазиноль перемычками П.27 и П.к.н. Сопротивление R17 подключается к точке квазиноль перемычкой П.32.

Установить Rd = R14 и подключить его к выходу генератора перемычкой П.25.1, а к неинвертирующему входу ОУ перемычкой П.34.

Установить Re = R18, либо Re = R19. Сопротивление R18 подключается к земле перемычкой П.36, а R19 - перемычкой П.38.

Рассчитать характеристики сигналов на неинвертирующем входе ОУ, а также на выходе ОУ и сравнить с экспериментом.

Зарисовать осциллограммы на выходах генераторов, на неинвертирующем входе ОУ, в квазинуле и на выходе схемы.

Отчет по работе должен содержать исследуемые схемы, результаты расчетов и измерений, а также осциллограммы и основные выводы.

Контрольные вопросы.

Как рассчитываются выходные сигналы схемы?

Чему равно входное сопротивление каждого из входов схемы?

Как рассчитывается коэффициент деления резистивного делителя?

Лабораторная работа 5.

Инвертирующий интегратор на основе ОУ.