Опыт 3. Повторитель напряжения

Повторитель напряжения представляет собой неинвертирующий усилитель, в котором R1 = , а R_OC = 0. В результате Ku = 1. Такая схема (рис. 39, а) обладает высоким входным сопротивлением и может служить хорошим буферным каскадом для согласования большого внутреннего сопротивления источника сигнала с малым сопротивлением нагрузки.

Проверьте работу схемы повторителя (рис. 39, а), подавая различные положительные и отрицательные входные напряжения и измеряя значения U_ВЫХ. Заполните табл. 13, записывая 4–5 значащих цифр по вольтметру.

Поставьте в схему сопротивление 20 кОм (рис. 39, б). Изменится ли коэффициент усиления? Почему? Проверьте это экспериментально.

Таблица 13

UВХ, В	UВЫХ, В

Опыт 4. Инвертирующий усилитель

Рассмотрите схему на рис. 40. Если вспомнить сформулированные выше правила (Ug = 0, I_ВХ = 0), то очевидно, что потенциал инвертирующего входа равен нулю. Это так называемое мнимое заземление (потенциальное заземление или квазинуль сигнала). Так как I = I_OC, то U_ВХ / R1 = – U_ВЫХ / R_OC, откуда коэффициент усиления равен

Ku = U_ВЫХ / U_ВХ = – R_ОС / R1. (2)

Входное сопротивление такой схемы равно R1.

Вычислите и измерьте Ku схемы, изображенной на рис. 40. (Учитывайте полярность входного и выходного сигналов.)

В ычислите величину R1, необходимую для получения Ku = 20, если R_ОС = 200 кОм. Измерьте Ku при этих значениях R1 и R_OC.

Поставьте в схему R1 = R_OC = = 20 кОм. Проверьте работу инвертора сигнала (Ku = – 1).

Результаты вычислений и измерений занесите в табл. 14.

Таблица 14

R1, кОм	Rос, кОм	Кu	– UВХ, В	UВЫХ, В	+ UВХ, В	UВЫХ, В
10	100
	200	–20
20	20	–1

Опыт 5. Усилитель с дифференциальным входом

С оберите схему дифференциального усилителя (рис. 41), для которой

U_ВЫХ = (U₂ – U₁) R_OC / R1. (3)

Вычислите теоретически и измерьте экспериментально выходное напряжение схемы для случая, когда входные напряжения подаются в соответствии с табл. 15.

(Внимание: подавая входные напряжения U₁ и U₂, перепроверьте их два раза вольтметром (и при необходимости подрегулируйте их), поскольку ОУ за счет обратной связи может их изменять.)

Какими должны быть сопротивления R_OC = R'_OC для того, чтобы имело место равенство

U_ВЫХ = 20(U₂ – U₁), если R1 = R2 = 20 кОм.

Заполните результатами измерений и вычислений табл. 15. При этом «теоретическим» следует считать выходное напряжение, вычисленное по формуле (3) (используя экспериментальные данные U₁ и U₂), а «экспериментальным» – выходное напряжение, измеренное вольтметром (при тех же напряжениях U₁ и U₂).

Таблица 15

R1, кОм	RОС, кОм	U1, В	U2, В	UВЫХ, В (теор.)	UВЫХ, В (экс.)
10	100	+0,2____	+0,5____
10	100	–0,2____	+0,3____
20		+0,1____	–0,1____