ЛБ5_вар9

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

________________________________________________________________

Инженерная школа энергетики

Направление подготовки

13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

Отделение электроэнергетики и электротехники

Элементы устройств автоматики энергосистем

Лабораторная работа №5

Интеграторы и дифференциаторы

Вариант 9

Обучающийся

Группа	ФИО	Подпись	Дата

Руководитель

Должность	ФИО	Подпись	Дата
Ассистент ОЭЭ	Гречушников В.В.

Томск – 2020

Цель работы: Исследовать различные устройства, выполненные на операционном усилителе с помощью моделирования его в программе Multisim 13.0.

Исходные данные

Рисунок 1 – Исходная схема интегратора (опыт №1)

Таблица 1 – Исходные данные для опыта №1

Вариант	Uвх	R	С
	В	кОм	мкФ
9	-3; -8	6	25

Рисунок 2 – Исходная схема компаратора (опыт №2)

Таблица 2 – Исходные данные для опыта №2

Вариант	E1	E3	R1	R2	R3	R4
	В	В	кОм	кОм	МОм	кОм
9	13	8	1	1	1	2

Опыт №1

1.1. Соберем исходную схему интегратора в Multisim при U_вх = -3 В:

Рисунок 3 – Схема интегратора в Multisim с U_вх = -3 В

1.2. Рассчитаем постоянную времени:

1.3. Получим осциллограмму выходного напряжения, в ходе моделирования размыкая ключ S1, и определим постоянную времени графически:

Рисунок 4 – Осциллограмма выходного напряжения и определение постоянной времени при U_вх = -3 В

2. Изменим значение входного напряжения U_вх = -8 В, получим осциллограмму выходного напряжения и определим постоянную времени графически:

Рисунок 5 – Осциллограмма выходного напряжения и определение постоянной времени при U_вх = -8 В

Результаты совпали.

Опыт №2

1. Соберем исходную схему компаратора в Multisim:

Рисунок 6 – Схема компаратора в Multisim

2. Снимем осциллограмму, изменяя значение сопротивления R₁ от 1 кОм до 0 с шагом 5% (50 Ом):

Рисунок 7 – Осциллограмма входного и выходного напряжений

Как видно из осциллограммы, входное напряжение срабатывания равняется 9,1 В и достигается при R₁ = 0,15 кОм. Входное напряжение отпускания равняется 7,8 В и достигается при R₁ = 0,2 кОм.

Вывод: В данной лабораторной работе были исследованы различные устройства, выполненные на операционном усилителе с помощью моделирования его в программе Multisim 13.0.

В первом опыте было произведено исследование интегратора при различных значениях входного напряжения. С помощью снятых осциллограмм были графически определены постоянные времени, которые совпали с расчетной. При увеличении по модулю входного напряжения скорость изменения выходного напряжения увеличилась, что подтверждает, что входное напряжение пропорционально скорости изменения выходного напряжения интегратора.

Во втором опыте был исследован компаратор при различных значениях сопротивления R₁, которое регулирует напряжение на прямом входе. Как только напряжение на прямом входе начинает превышать напряжение на инверсном входе (8 В), компаратор срабатывает и дает положительный выходной сигнал. При снижении напряжения ниже входного напряжения отпускания компаратор выдает отрицательный выходной сигнал, что было подтверждено осциллограммой.