4 Лабораторная работа. Исследование неинвертирующего усилителя
Цель работы: исследование неинвертирующего усилителя на основе ОУ с резистивной обратной связью.
4.1 Предварительная подготовка
4.1.1 Предварительно, до выполнения лабораторной работы, изучить по рекомендованной литературе теоретические сведения по операционным усилителям (ОУ), использование ОУ с различными цепями отрицательной обратной связи (ООС).
4.1.2 Изучить задание на лабораторную работу и методические указания к ней.
4.1.3 По справочнику записать паспортные данные, схему расположения выводов интегральных схем ОУ.
4.2 Используемые приборы и элементы:
4.2.1 Центральный процессор РU–2000.
4.2.2 Печатная плата ЕВ–111.
4.2.3 Цифровой универсальный прибор.
4.2.4 Осциллограф.
4.3 Задание
4.3.1 Изучить схему неинвертирующего усилителя (см. рисунок 7).
4.3.2 Измерить сопротивления R16 ÷ R19.
4.3.3 Снять и построить семейство передаточных характеристик инвертирующего усилителя для четырех сочетаний значений: R16, R17, R18, R19.
4.3.4 Рассчитать коэффициенты усиления и сравнить их с экспериментальными данными.
4.4.5 Снять и построить амплитудно-частотную характеристику инвертирующего усилителя.
4.4 Методические указания к выполнению работы
4.4.1 Установить печатную плату ЕВ–121, отрегулировать напряжения PS – 1 и PS – 2 для получения ±12 В.
4.4.2 к пункту 4.4.2. Измерить сопротивления R16 ÷ R19 в усилителе. Для измерения сопротивлений отсоединить замкнутые провода перемычек R16 ÷ R19 (а,б,в,г). Для измерений использовать омметр. Записать результаты в таблицу 11.
Рисунок 7
Т а б л и ц а 11
Резистор |
R16 |
R17 |
R18 |
R19 |
Измеренные значения R, кОм |
|
|
|
|
4.4.3 К пункту 4.4.3. Изменять Uвх. от –3В до + 3В, снимать значения Uвых в зависимости от Uвх. для сочетаний: R16 – R17 (поставить перемычки только «а» и «б»); R16 –R19 (поставить перемычки только «а» и «г») ; R17 – R18 (поставить перемычки только «б» и «в»); R18 – R19 (поставить перемычки только «в» и «г»). Входное отрицательное напряжение подавать от источника PS-2, положительное - от PS-1. Обратить внимание на полярность входных и выходных напряжений. Определить коэффициенты усиления КU., результаты записать в таблицу 4.2.
По данным таблицы 11 построить семейство передаточных характеристик Uвых=f(Uвх) для различных фиксированных значений коэффициента отрицательной обратной связи.
4.4.4 К пункту 4.3.4. Отрегулировать входное напряжение PS-I на напряжение в диапазоне (0,8 ÷ 1) В, измерить Uвых. для различных коэффициентов отрицательной обратной связи. Сравнить коэффициенты усиления инвертирующего усилителя экспериментальные и теоретические. Результаты занести в таблицу 12
Т а б л и ц а 12
Uвх, B |
–3.0 |
–2.5 |
–2.0 |
–1.0 |
–0.1 |
0 |
0.1 |
1.0 |
2.0 |
2.5 |
3.0 |
|
Uвых, B |
R17–R16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R19–R16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R17–R18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R19–R18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КU |
R17–R16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R19–R16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R17–R18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R19–R18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 13
Пара сопротивлений обратной связи |
КU=ROC/R1 теоретический |
Входное Uвх., В |
Выходное Uвых., В |
КU= эксперимент. |
|
R17 |
R16 |
|
|
|
|
R19 |
R16 |
|
|
|
|
R17 |
R18 |
|
|
|
|
R19 |
R18 |
|
|
|
|
4.4.5 К пункту 4.3.5. Соединить вход усилителя с выходом генератора синусоидальных колебаний. Осциллограф подключить ко входу и выходу усилителя. Подать на вход усилителя 0,8 вольт и, меняя по всему диапазону частоту входного сигнала, снять значения Uвых, посчитать коэффициенты усиления и построить амплитудно-частотные характеристики неинвертирующего усилителя по таблице 14. Сравнить амплитудно-частотные характеристики для разных значений обратных связей. Сделать выводы.
Т а б л и ц а 14
f, кГц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Uвых, B |
R17–R16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
R19–R16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
R17–R18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
R19–R18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
КU |
R17–R16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
R19–R16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
R17–R18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
R19–R18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Контрольные вопросы
1 Каково соотношение между входным сопротивлением неинвертирующего и инвертирующего усилителя?
2 В каких случаях применяется повторитель напряжения?
3
Что необходимо сделать со схемой
неинвертирующего усилителя, чтобы
превратить его в повторитель напряжения
с коэффициентом усиления
?
4 Почему повторитель напряжения является хорошим буферным каскадом?
5 Выведите формулу коэффициента усиления неинвертирующего усилителя.