Порядок выполнения работы

Внимание! Источники питания «–15 В» и «+15 В» при их включении и выключении выдают неконтролируемые броски напряжения. Поэтому подачу напряжения питания на ОУ осуществляйте только выключателем на макетной панели. Сборку и разборку электрических схем производите только при выключенном напряжении питания на макетной панели.

Опыт 1. Балансировка нуля оу 140уд7

Р еальный ОУ при нулевых входных сигналах имеет на выходе некоторое постоянное напряжение, обусловленное разбалансом схемы внутри оу. Это смещение обычно нежелательно и его компенсируют балансировкой нуля оу.

Соберите схему, изображенную на рис. 36. Включите напряжение питания тумблером на макетной панели. Подключите вольтметр к выходу ОУ. Перемещайте рукоятку потенциометра 10 кОм до тех пор, пока выходное напряжение не станет равным нулю.

Вычислите коэффициент усиления для этой схемы, пользуясь соотношением Ku = 1 + (Roc / R1).

Отсоедините среднюю точку потенциометра балансировки нуля от источника питания «–15 В». Измерьте U_ВЫХ, которое появляется за счет напряжения смещения U_СМ. Вычислите U_СМ по формуле U_СМ = U_ВЫХ / Ku. Сравните полученное значение со справочными данными.

Восстановите соединение движка потенциометра с отрицательным полюсом источника питания. Убедитесь в том, что балансировка нуля ОУ не изменилась. Эта схема установки нуля сохраняется и для всех последующих измерений, хотя она и не показана на принципиальных схемах.

Заполните табл. 10.

Таблица 10

Ku	UВЫХ, В	UСМ, мВ	UСМ, мВ (справочное)

Опыт 2. Неинвертирующий усилитель

Соберите схему, изображенную на рис. 37. Рассчитайте коэффициент усиления по напряжению этой схемы, используя фор­мулу

Ku = 1 + (R_OC / R1). (1)

Выход ОУ нагружен на делитель напряжения R_OC, R1. Поэтому минимальное значение суммы R1 + R_OC ограничивается выходным током ОУ. Максимальное значение суммы R1 + R_OC определяется входным током ОУ (при условии, что током I_ВХ можно пренебречь). Обычно считают, что I_ОС = 20 I_ВХ.

Измерьте передаточную (амплитудную) характеристику ОУ (зависимость U_ВЫХ от U_ВХ), подавая входные напряжения от минус 0,6 В до +0,6 В с шагом 0,1 В. Изобразите эту зависимость на рис. 38. Отметьте на рис. 38 границы изменения выходного нап­ряжения U_ВЫХ в соответствии со справочными данными.

Объясните, почему теоретическое значение выходного напряжения (U_ВЫХ = KuU_ВХ) и полученное экспериментально не совпадают, если входное напряжение превышает 0,4 В?

Подайте на схему входные напряжения в соответствии с табл. 11 и измерьте в каждом случае напряжение на инвертирующем входе (вывод 2). Напряжения измерьте с точностью до десятых долей милливольта. Объясните, почему в одном случае напряжения на обоих входах ОУ почти равны между собой, а в другом случае они существенно отличаются?

Таблица 11

UВХ, В (вывод 3)	+0,2 ________	+0,6 ________
U, В (вывод 2)

Используя формулу (1), определите значения R_OC, необходимые для получения коэффициентов усиления 10 и 100 (для резистора R1 = 10 кОм). Поставьте в схему эти сопротивления. Подавая различные входные напряжения (положительные и отрицательные), проверьте экспериментально полученные коэффициенты усиления. Обратите внимание на полярности входного и выходного напряжений. Заполните табл. 12 результатами расчетов и измерений. (Внимание: корректно подавайте U_ВХ при Кu = 100.)

Таблица 12

Ku	ROC, кОм	– UВХ, В	UВЫХ, В	+ UВХ, В	UВЫХ, В
10
100