МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИСТЕТ»

Инженерной школы энергетики Направление – 13.03.02

Электроэнергетика и электротехника

Отделение электроэнергетики и электротехники

Исследование усилителей постоянного тока, выполненных на операционных усилителях

Отчет по лабораторной работе №1 по дисциплине

«Электроника 2.1»

Исполнитель:
студент группы 5А8Д		Нагорнов А.В.
Руководитель:
преподаватель	Боловин Е. В.

Томск - 2021

Цель работы: Изучение принципа действия и экспериментальное исследование работы усилителей постоянного тока, выполненных на операционных усилителях.

Краткие теоретические сведения:

Усилителем называется электронное устройство, предназначенное для увеличения параметров входного сигнала.

Усилители постоянного тока предназначены для усиления сигналов, медленно изменяющихся во времени сигналов, частота первой гармоники которых близка к нулю.

Операционные усилители (ОУ) относятся к усилителям постоянного тока с большим коэффициентом усиления, имеющим дифференциальный вход (два входных вывода) и один выход.

Инвертирующий усилитель изменяет знак выходного сигнала относительно входного. Схема образуется введением параллельной отрицательной обратной связи по напряжению с помощью резистора .

Рисунок 1. Схема инвертирующего усилителя, выполненного на операционном усилителе

Неинвертирующий вход ОУ подключается к общему выводу источника питания, входной сигнал подается через резистор R1 на инвертирующий вход ОУ.

В неинвертирующем усилителе знак выходного сигнала относительно входного не изменяется. Схема образуется введением последовательной отрицательной обратной связи по напряжению поданной на инвертирующий вход ОУ. Входной сигнал подается на неинвертирующий вход ОУ.

Рисунок 2. Схема инвертирующего усилителя, выполненного на операционном усилителе

Ход работы:

Опыт №1

Собираем схему тестирования инвертирующего усилителя, выполненного на операционном усилителе, собранного на наборном поле блока генераторов напряжений.

Рисунок 3. Монтажная схема тестирования инвертирующего усилителя

Затем принимаем и определяем сопротивление обратной связи для коэффициента усиления .

С помощью мультиметров измеряем входное напряжения, данные измерений заносим в таблицу 1.

Таблица 1. Данные первого опыта

, В	-9	-8	-5	-3	0	2	4,6	6	9,8	10
, В	13,12	13,12	13,13	8,81	1,72	-3,03	-9,7	-13,18	-13,37	-13,37

Рисунок 4. График передаточной характеристики инвертирующего усилителя

Коэффициент усиления:

Опыт №2

Собираем схему тестирования неинвертирующего усилителя, выполненного на операционном усилителе, собранного на наборном поле блока генераторов напряжений.

Рисунок 5. Монтажная схема тестирования неинвертирующего усилителя

Затем принимаем и определяем сопротивление для коэффициента усиления .

С помощью мультиметров измеряем входное напряжения, данные измерений заносим в таблицу 2.

Таблица 2. Данные второго опыта

В	2,5	2	1,5	1	0,5	0,03	-0,5	-1	-1,5	-2	-2,5	-3
,В	13,17	13,18	11,6	8,87	5,7	3,2	0,3	-2,67	-5,6	-8,4	-11,68	-13,5

Рисунок 6. График передаточной характеристики неинвертирующего усилителя

Коэффициент усиления:

Вывод: В ходе лабораторной работы изучили принципы действия и экспериментально исследовали работу усилителей постоянного тока, выполненных на операционных усилителях, а так же построили графики передаточной характеристики инвертирующего и неинвентирующего усилителя, вследствие чего определили его коэффициент усиления.

График передаточной характеристикой инвертирующего усилителя находится во 2 и 4 четвертях графика, т.к. при приходе положительного входного сигнала выходной будет отрицательным и наоборот.

График передаточной характеристикой неинвертирующего усилителя находится в 1 и 3 четвертях графика, т.к. при приходе положительного входного сигнала выходной будет также положительным, то же самое с отрицательными сигналами.

Графики будут достигать насыщения на отметках +13,14 В и -13,6 В выходного напряжения, это связано с тем, что наш ОУ запитывается напряжением +15 В и -15 В, а значит на выходе сигнал будет на (1-2) В ниже чем напряжение питания.