Содержание отчета
Отчет должен содержать результаты исследования (графики) с необходимой оценкой полученных результатов. При оценке следует пользоваться зависимостями, приведенными в задании.
Работа завершается выводом.
Контрольные вопросы:
1. Что означает дифференцирующая и интегрирующая цепь ?
2. Как изменяется выходной сигнал с изменением соотношения RC /вх? Почему так происходит?
3. Предложенные варианты применения данной схемы в системах управления должны быть представленной в виде электрических схем с описанием назначения и алгоритмом работы.
Лабораторная работа 3 Исследование устройств на базе операционных усилителей (оу)
3.1. Цель работы
Изучение характеристик и параметров интегральных операционных усилителей и исследование цепей, выполненных на их основе.
3.2. Задание на работу
Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхем – операционных усилителях (ОУ). ОУ являются наиболее универсальными и многофункциональными аналоговыми микросхемами, которые широко используются в различных электронных устройствах, служащих для преобразования, генерации и обработки сигналов. В лабораторной работе исследуются различные усилители, выполненные на основе микросхем ОУ.
Все усилители, выполненные на основе микросхем ОУ, охватываются отрицательной обратной связью, что обеспечивает работу ОУ в линейном режиме. Для идеального ОУ полагаем следующее: Ку = , Rвх = , Rвых = 0.
Инвертирующий усилитель. Подключив звено отрицательной обратной связи (ООС), состоящее из двух резисторов (делителя), например, Roc = 100 кОм и R1 = 1 кОм между выходом и инвертирующим входом, и соединив неинвертирующий вход ОУ с общей точкой, получим инвертирующий усилитель (рис. 1).
Рис. 1. Схема инвертирующего усилителя на ОУ
Зависимость выходного напряжения от входного сигнала (статическая амплитудная характеристика) такого усилителя рассчитывается по формуле:
,
где: R1 и Rос – сопротивления, определяющие коэффициент усиления инвертирующего усилителя.
Из формулы следует, что при значении Rос = R1, амплитудная характеристика инвертирующего усилителя принимает следующий вид:
.
Неинвертирующий усилитель. Схема неинвертирующего усилителя представлена на рисунке 2.
Рис. 2. Схема неинвертирующего усилителя на ОУ.
Амплитудная характеристика неинвертирующего усилителя на ОУ рассчитывается по следующей зависимости:
,
где: R1 и Rос – сопротивления, определяющие коэффициент усиления неинвертирующего усилителя.
Из формулы следует, что при значении Rос = 0, амплитудная характеристика принимает следующий вид:
.
Суммирующий усилитель. Суммирует сигналы, поступающие на его входы Uвх1 и Uвх2.
Рис. 3. Схема суммирующего усилителя на ОУ.
Амплитудная характеристика суммирующего усилителя на ОУ рассчитывается по следующей зависимости:
,
где: R1 и R2 – входные сопротивления, Rос – сопротивление обратной связи.
Дифференциальный усилитель. Усиливает разность двух входных напряжений на соответствующих входах Uвх1 и Uвх2 и подавляет на них синфазный (одинаковый) сигнал помехи.
Рис. 4. Схема дифференциального усилителя на ОУ.
Амплитудная характеристика дифференциального усилителя на ОУ рассчитывается по следующей зависимости:
,
где: R1 и Rос – сопротивления, определяющие коэффициент усиления дифференциального усилителя.
При этом должно соблюдаться условие:
