Содержание отчета:
1. Отчет должен содержать все исследуемые схемы, рассчитанные величины и таблицы полученных результатов исследования работы схем.
2. Отчет должен содержать результаты моделирования по всем 5 опытам. Причем, каждая группа экспериментов должна быть представлена в виде отдельных файлов (файлов столько же сколько схем). Необходимые результаты распечатать.
Для двух опытов можно не приводить распечатку результатов моделирования, а привести схемы и таблицы, выполненные (нарисованные) вручную.
3. По каждому разделу необходимо сделать выводы. В конце отчета необходимо привести обобщенный вывод по работе в целом.
Контрольные вопросы.
1. Объясните, почему между входами ОУ и общей шиной необходимо включать резисторы с одинаковым сопротивлением.
2. Объясните, как необходимо рассчитывать элементы входных цепей ОУ с точки зрения компенсации погрешностей, обусловленных действием Uсм, Iвх.
3. Почему цепи внешней коррекции позволяют скомпенсировать погрешности выходного напряжения ОУ только при одной температуре окружающей среды?
4. Покажите, как необходимо выбирать элементы входных цепей ОУ для минимизации температурной нестабильности выходных напряжений инвертирующего и неинвертирующего усилителей.
5. Докажите, что дифференциальный усилитель может выполнять математическую операцию вычитания двух чисел.
6. Разработайте схему усреднения четырех входных напряжений.
7. Покажите, как необходимо выбирать элементы входных цепей диференциального усилителя и неинвертирующего сумматора для минимизации погрешности, обусловленной неидеальностью свойств ОУ.
8. Объясните влияние напряжения смещения ОУ на ошибку суммирования постоянных напряжений в схеме 10.3.
9. Из каких условий выводится соотношение между входным и выходным напряжением в схеме сумматора на основе ОУ?
10. Как можно реализовать схему для суммирования трех или более входных напряжений?
11. Как изменятся основные соотношения для схемы Рисунок 10.3, если на неинвертирующий вход ОУ подать постоянное напряжение?
12. Перечислите возможные способы изменения коэффициентов суммирования сигналов в схеме Рисунок 10.3.
13. При каких ограничениях на входные сигналы схема сумматора работает в линейном режиме?
Лабораторная работа № Тема: Интегратор и дифференциатор
Цель работы: Исследовать схемы интегратора и дифференциатора, построенных на основе операционных усилителей (ОУ) и более детально изучить их принципы действия, настройки и особенности реализации.
Порядок выполнения:
1. В каждом опыте необходимо:
2. Собрать в соответствии с заданием исследуемые схемы с подключением необходимых контрольно-измерительных приборов.
3. Задать и рассчитать параметры всех элементов исследуемой схемы в соответствии с заданием.
4. Осуществить настройку всех используемых приборов.
5. Запустить схему на моделирование и выполнить все эксперименты в соответствии с заданием.
6. Сохранять результаты каждого эксперимента в соответствующих файлах.
Опыт 1 – Интегратор
Задание:
1
.
Соберите схему интегратора, приведенную
на Рисунок 10.1, с реальным ОУ (например,
LM 741).
Рисунок 10.1.
Исходные данные:
Uвых = - КUвх dt, (10.1)
где
К = 1 / RC. (10.2)
2. Рассчитайте величину R при условии, что К = Ni * 100, где Ni – порядковый номер студента в журнале группы и С = 1 мкФ.
3. Исследуйте форму сигнала на выходе интегратора при подаче на его вход сигналов прямоугольной формы со следующими параметрами:
Uвх = 2 В,
fвх = 500 Гц.
Ответьте на вопрос: Изменяется форма Uвых при увеличении амплитуды Uвх до 15 – 20 В, то есть, при значениях близких к напряжению питания ОУ?
Если окажется, что при этом выходной сигнал приходит в "насыщение", то Вы должны попытаться устранить появившиеся искажения с помощью введения в состав входного сигнала постоянного смещения. Для этого, очевидно, необходимо изменить настройку генератора.
Теперь поманипулируйте сдвигом Uвх по постоянному току, изменяя настройки генератора G, и Вы получите при этом хотя и не значения интеграл, зато хорошее настроение!
Попытайтесь найти объяснение полученным результатам!
3.2. По значениям параметров элементов схемы предскажите форму и амплитуду сигнала на выходе интегратора "от пика до пика". А потом на практике убедитесь в правдивости Ваших рассуждений и расчетов.
4. Исследуйте форму сигнала на выходе интегратора при подаче на его вход сигналов синусоидальной и пилообразной формы со следующими параметрами:
Uвх = 2 В,
fвх = 500 Гц.