3.2 Порядок выполнения работы

1. Присоедините выводы источника переменного напряжения к зажимам Х1 и Х2. Включите источник переменного напряжения в сеть 220 В.

2. Включите осциллограф и снимите осциллограмму переменного напряжения (гнезда Х1, Х2), зарисовав ее в отчете по лабораторной работе. Осциллограф отрегулируйте так, чтобы на экране можно было наблюдать полтора периода переменного напряжения с максимально возможным размахом по вертикали.

3. Установите ползунок переменного резистора R5 в среднее положение. Подключите первый канал осциллографа к выходу детектора нуля (гнезда Х3, Х4) и снимите осциллограмму напряжения, расположив ее в отчете под осциллограммой переменного напряжения, соблюдая временной масштаб.

4. Не отключая первый канал осциллографа от выхода детектора нуля, подключите потенциальный вход второго канала осциллографа к выходу микроконтроллера (гнездо Х5). «Землю» кабеля второго канала осциллографа подключать не нужно. Снимите осциллограмму напряжения аналогично п.3.

5. Отключите оба измерительных кабеля осциллографа от стенда, а затем подключите первый канал осциллографа к нагрузке R8 (гнезда Х6, Х7). Снимите осциллограмму напряжения аналогично п.3.

6. Изменяя сопротивление резистора R5, установите максимальный угол управления , при котором на нагрузке еще можно наблюдать импульсы напряжения, как в положительной, так и в отрицательной областях осциллограммы.

7. Не изменяя сопротивления резистора R5, отключите кабель осциллографа от нагрузки. Подключите первый канал осциллографа к выходу детектора нуля (гнезда Х3, Х4), а второй – выходу микроконтроллера (гнездо Х5), как это делалось в п. 4. Измерьте временной сдвиг между импульсами с выхода детектора нуля и микроконтроллера, после чего рассчитайте угол  и занесите результат в отчет.

4 Контрольные вопросы

1. Каково устройство и принцип действия симистора?

2. Каковы вольт-амперные характеристики симистора?

3. Как обозначается симистор на принципиальных электрических схемах?

4. Какова функциональная схема регулируемого источника переменного напряжения?

5. В чем заключается фазовое (горизонтальное) управление?

6. Что называют углом управления ? Как рассчитать угол управления  по времени запаздывания сигнала управления относительно точки перехода синусоидального сигнала через ноль?

7. Из каких элементов состоит изучаемая система импульснофазового управления? Как эти элементы взаимодействуют между собой?

Лабораторная работа 5

СХЕМЫ НА ОСНОВЕ ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

1 Цель работы

Научиться рассчитывать и собирать схемы на основе операционного усилителя: инвертирующий усилитель, дифференциатор, интегратор.

2 Теоретическая часть

2.1 Основные определения

Операционный усилитель (ОУ) представляет собой усилитель постоянного тока с большим коэффициентом усиления, дифференциальным входом, несимметричным выходом, большим входным и малым выходным сопротивлениями.

Схема замещения операционного усилителя показана на рисунке

5.1.

Рисунок 5.1 – Схема замещения операционного усилителя

Дифференциальный вход ОУ представляет собой два входа: инвертирующий и неинвертирующий, на которые соответственно подаются напряжения ^u₁^ и ^u₁^.

При этом ЭДС эквивалентного источника E, создающего напряжение u₂ на выходе ОУ определяется следующим выражением:

E  K (u₁^ u₁^ ), (5.1) где K - коэффициент усиления напряжения ОУ.

Введем понятие идеального ОУ:

1. K  при разомкнутой петле обратной связи;

2. R_ÂÕ  ;

3. R_ÂÛÕ  0 ;

4. При равенстве входных напряжений ^u₁^ ^u₁^ напряжение на выходе u₂  0;

5. Амплитудно-частотная характеристика параллельна оси частот.

В этом случае операционный усилитель может быть представлен (рисунок 5.2) в виде элемента электронной цепи, напряжения на входах и выходе которого связаны соотношением:

u₂  K (u₁^ u₁^ ). (5.2)

Рисунок 5.2 – Условное обозначение идеального операционного усилителя

Следствием свойств идеального операционного усилителя является то, что напряжение между входами ОУ равно нулю, или ^u₁^ ^u₁^ даже в том случае, когда напряжение на выходе u₂ 0. В самом деле, из выражения (5.2) следует, что ^u₁^ ^u₁^  ^u₂ / K , но так как K , то u₁^ ^u₁^ 0. Следовательно, можно принять, что ^u₁^ ^u₁^ при любом

напряжении на выходе ОУ.

Вторым важным следствием является то, что входные токи обоих входов равны нулю, поскольку ^R_ÂÕ   , а напряжение между входами, прикладываемое к ^R_ÂÕ , стремится к нулю.

Операционные усилители, как правило, не используются без обратных связей. Рассмотрим устройства на основе параллельной отрицательной обратной связи по напряжению.