5.4 Исследование работы неинвертирующего усилителя
5.4.1 Установить режим измерения: форма сигнала – синусоидальная, частота сигнала 200 Гц, амплитуда входного сигнала – удобная для наблюдений и измерений.
Сравнить фазы сигнала на входе и на выходе неинвертирующего усилителя.
Рисунок 5.4. Результат выполнения п. 5.4.1
5.4.2 Рассчитать коэффициент усиления неинвертирующего усилителя.
Коэффициент усиления неинвертирующего усилителя:
Сдвиг фаз входных и выходных сигналов равен 0.
5.4.3 По осциллограмме определить амплитуды входного Uвх,м и выходного Uвых,м сигналов. Вычислить коэффициент усиления неинвертирующего усилителя по формуле: К=Uвых,м/Uвх,м
Сравнить значения коэффициентов усиления, полученные по передаточной характеристике и на основе результатов измерений. Сделать вывод:
Коэффициент усиления неинвертирующего усилителя:
Коэффициент усиления неинвертирующего усилителя, полученный экспериментально, приблизительно равен его теоретическому значению. Однако есть небольшие отклонения в связи с различными погрешностями, которые связаны с работой измерительных приборов.
5.5 Исследование работы интегратора напряжений
5.5.1 Установить режим измерений: форма сигнала – прямоугольная, частота сигнала 200 Гц, амплитуда сигнала – удобная для наблюдений и измерений.
Рисунок 5.5. Результат выполнения п. 5.5.1
5.5.2 Определить скорость измерения выходного сигнала и рассчитать ее.
Сравнить результаты расчетов.
Скорость изменения выходного сигнала (экспериментальное):
Скорость изменения выходного сигнала (теоретическое):
Степень идеальности интегратора высока, так как скорости изменения выходного сигнала теоретическая и экспериментальная приблизительно равны.
5.5.3 Получить осциллограммы выходного сигнала интегратора для синусоидальной, треугольной и пилообразной форм входного напряжения.
Рисунок 5.6. Осциллограмма для синусоидальной формы входного напряжения
Выходной
сигнал опережает входной на
.
Рисунок 5.7. Осциллограмма для треугольной формы входного напряжения
Рисунок 5.8. Осциллограмма для прямоугольной формы входного напряжения
Смещение графиков выходных и выходных сигналов на вызвано наличием конденсатора в схеме.
5.6 Исследование работы дифференциатора напряжений
4.6.1 Установить режим измерений: форма сигнала – треугольная, частота сигнала 200Гц, амплитуда сигнала – удобная для наблюдений и измерений.
Рисунок 5.9. Результат выполнения п. 5.6.1
5.6.2 Определить амплитуду Uвых,м выходного сигнала.
5.6.3 Определить скорость измерения входного сигнала треугольной формы.
Скорость изменения входного сигнала:
5.6.4 Рассчитать амплитуду выходного напряжения.
Амплитуда выходного напряжения:
5.6.5 Сравнить результаты измерений и расчетов, сделать вывод о степени идеальности дифференциатора напряжений.
Степень идеальности интегратора высока, так как амплитуда выходного напряжения теоретическая и экспериментальная приблизительно равны.
5.6.6 Получить изображения сигнала на выходе дифференциатора напряжения для синусоидальной, прямоугольной, пилообразной форм входного напряжения.
Рисунок 5.10. Форма сигнала - синусоидальная
Входной сигнал опережает выходной на .
Рисунок 5.11. Форма сигнала - прямоугольная
Рисунок 5.12. Форма сигнала – пилообразная
Смещение графиков выходных и выходных сигналов на вызвано наличием конденсатора в схеме.
Вывод:
В результате выполнения лабораторной работы была исследована работа операционного усилителя, исследованы принципы построения схем преобразования аналоговых сигналов на основе операционного усилителя, исследована работа инвертирующего и неинвертирующего усилителей на основе операционного усилителя, исследована работа схем интегрирования и дифференцирования аналоговых сигналов.