Контрольные вопросы и задания
1. Изобразить схему сумматора на ОУ, объяснить ее работу.
2. Записать формулу, определяющую связь между входными напряжениями и выходным напряжением сумматора.
3. Будет ли изменяться коэффициент усиления ОУ при увеличении количества входов сумматора, почему?
4. Как влияет сопротивление обратной связи Roc на результат суммирования при неизменных значениях Rвх?
5. Как изменяется выходное напряжение при увеличении входных сопротивлений Rвх1 и Rвх2 от 1 кОм до 4,7 кОм при неизменном Roc, и почему?
6. Какой тип цепи получается, когда использован только один вход усилителя?
7. Каково результирующее выходное напряжение, когда одно входное напряжение положительно, а другое отрицательно?
4.6. Лабораторная работа № 12 Операционный дифференциальный усилитель
Цель работы: изучение свойств дифференциальных усилителей на основе ОУ, выполняющих арифметическое вычитание (напряжений).
Общие сведения
Дифференциальный усилитель (рис. 13) представляет собой элемент вычитания с усилением. Оба входных напряжения усиливаются с одним и тем же коэффициентом усиления. Ослабление синфазного сигнала удовлетворительно, только когда коэффициенты усиления по обоим входам одинаковы, т.е. Rвх1 = Rвх2 = Rвх и Roc1= Roc2= Roc.
Тогда
Uвых= (Uвх2 – Uвх1)·Roc / Rвх.
Ослабление синфазного сигнала ухудшается при увеличении коэффициента усиления Roc / Rвх.
Рис. 13. Принципиальная схема дифференциального усилителя
На практике операционные дифференциальные усилители часто применяются в качестве измерительных усилителей.
Выполнение лабораторной работы
Подготовка к работе.
Изучить соответствующую теоретическую часть данного раздела.
Рассчитать напряжение на выходе дифференциального усилителя Uвых (рис. 13) для приведенных ниже случаев, если для него Rвх1 = Rвх2 = Rвх, Roc1= Roc2= Roc:
а) Uвх1 = 1 В, Uвх2 = 2 В;
б) Uвх1 = 3 В, Uвх2 = 2 В;
в) Uвх1 = 1 В, Uвх2 = -2 В;
г) Uвх1 = 2 В, Uвх2 = 2 В.
Практическое выполнение работы.
1. Соберите цепь, схема которой приведена на рис. 14. С помощью потенциометра R7 установите входные напряжения Uвх1 = Uвх2 согласно табл. 6 (для получения равенства Uвх1 = Uвх2 перемкнуть перемычкой оба входа).
2. Измерьте соответствующие значения выходного напряжения Uвых и занесите их в таблицу.
3. Постройте на графике зависимость выходного напряжения от входных напряжений Uвх1 и Uвх2.
Рис. 14. Схема для изучения влияния синфазной составляющей входного сигнала дифференциального усилителя
Таблица 6
Uвх1 =Uвх2, В |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Uвых, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Соберите цепь согласно рис. 15. Измерьте значения выходного напряжения Uвых при различных входных напряжениях Uвх1 и Uвх2, приведенных в табл. 7.
5. Занесите результаты измерений в таблицу и на графике постройте зависимость выходного напряжения Uвых от входных напряжений Uвх1 и Uвх2.
6. Полученные результаты отразить в выводах.
Рис. 15. Схема для изучения вычитающих свойств
дифференциального усилителя
Таблица 7
Uвх1, В |
-3 |
-2 |
-1 |
0 |
+1 |
+2 |
+3 |
Uвых, В при Uвх2 = –2 В |
|
|
|
|
|
|
|
Uвых, В при Uвх2 = 0 В |
|
|
|
|
|
|
|
Uвых, В при Uвх2 = 2 В |
|
|
|
|
|
|
|