Eln1_MS9
.pdfимя выходной цепи (ее номер) в поле Selected variables for analysis. После этого нажмите кнопку Simulate. В окне Grapher View отобразится характеристика усилителя, но она будет очень грубой – рабочий участок в виде вертикальной линии. Оцените напряжение EС для рабочего участка и скорректируйте значения Start value, Stop value и Increment. Вновь повторите моделирование. Возможно придется повторить моделирование еще несколько раз – до тех пор, пока не получите характеристику, вид которой подобен изображенной на рис.17, б. Используя маркеры выберите на характеристике 2 точки и определите коэффициент усиления разомкнутого ОУ KU = ΔUn/ ЕС. Затем определите напряжение смещения нуля усилителя. Оно равно ЕС, при котором Un= 0 (на рис.17, б оно равно 4,00 мВ). Измерьте максимальные положительное и отрицательное напряжения на выходе усилителя.
Определите выходное сопротивление усилителя. Для этого установите значение ЕС, соответствующее напряжению на выходе усилителя Un = 4†6 В. Измерьте напряжение Un на выходе усилителя при включенном сопротивлении Rn и в ре-
жиме холостого хода UnХХ (Rn отключено). Rвых |
ΔUn |
|
Unхх Un |
Rn. |
|
ΔIn |
Un |
||||
|
|
|
|||
2. Инвертирующий усилитель |
|
|
|
|
Соберите схему усилителя согласно рис. 18. Сопротивления резисторов R2 и R3 задаются преподавателем, R1=R2, сопротивление нагрузки Rn=10кОм. Для заданных значений сопротивлений определите коэффициент передачи (усиления) схемы Ku=ΔUn/ΔЕс.
plus
0
Ivh
|
|
+ |
|
- |
4 |
|
|
|
0.000 |
||||
|
|
|
A |
|||
5 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ec
R1
R2
plus
1 |
U1 |
|
|
|
3 |
2 |
|
Un |
|
R3 |
+ |
|
0.000 V |
|
|
|
- |
|
minus |
Rn |
|
minus |
|
|
|
0
Рис. 18. Инвертирующий усилитель
Снимите амплитудную характеристику усилителя Un=f (EС). Для этого в меню Simulate/Analysis выберите опцию DC Sweep. Установите диапазон изменения ЕС
таким образом, чтобы напряжение нагрузки Un изменялось от +Unmax до –Unmax.
31
Un
Ес
Рис. 19. Амплитудная характеристика инвертирующего усилителя
Вид характеристики приведен на рис. 19. Занесите в таб. 17 характерные точки для построения характеристики, их положение показано на рис.19. Используя маркеры определите коэффициент усиления КU = ΔUn/ΔЕС при
Un ≈ ±2 В. |
Сравните с расчетным значением. |
||
Определите |
входное |
сопротивление |
|
RВХ = ЕС/IVH |
при |
напряжении |
ЕС, |
соответствующем Un = ± 0,5·Unmax. Таблица 17
ЕС, B
Un, B
3. Неинвертирующий усилитель
Соберите схему неинвертирующего усилителя согласно рис. 20. Сопротивления всех резисторов те же, что и в п.2. Вычислите коэффициент передачи для заданных значений сопротивлений.
Снимите амплитудную характеристику усилителя Un=f (EС). Для этого в меню Simulate/Analysis выберите опцию DC Sweep. Установите диапазон изменения ЕС
таким образом, чтобы напряжение нагрузки Un изменялось от –Unmax до +Unmax. Занесите в таблицу, аналогичную таб. 17, характерные точки для построения характеристики. Используя маркеры, определите коэффициент усиления
КU = ΔUn/ΔЕС при Un ≈ ± 0,5·Unmax.. Сравните с расчетным значением. Определите входное сопротивление RВХ = ЕС/IVH при напряжении ЕС, соответствующем
Un = ± 0,5·Unmax.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
plus |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ivh |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
plus |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
- |
5 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
U1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
0.022n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
4 |
0 |
|
R1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ec |
|
|
|
|
|
R2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Vn |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
minus |
|
|
|
|
Rn |
10.009 |
V |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
minus |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 20. Неинвертирующий усилитель
32
4. Дифференциальный усилитель
Соберите схему дифференциального усилителя согласно рис. 21. Установите заданные преподавателем значения сопротивлений резисторов. Для двух-трех
значений Ес1 |
и |
Ес2 вычислите значения напряжения нагрузки |
|||
Un |
( R3 R2 ) R4 |
Ec2 |
R3 |
Ec1.. Проверьте значения экспериментально. |
|
R2 ( R1 R4 ) |
R2 |
||||
|
|
|
Снимите амплитудные характеристики усилителя Un=f (Eс2) при двух значениях Ес1. Рекомендуется выбрать значения Ес1= ± (R1*Unmax)/(2*R2). В меню Simulate/Analysis выберите опцию DC Sweep. Установите диапазон изменения Еc1 таким образом, чтобы напряжение нагрузки Un изменялось от –Unmax до +Unmax. Занесите в таб. 18 характерные точки для построения характеристик. Построить графики полученных зависимостей в одних осях координат для Ес1>0 и Ес1<0.
Таблица 18
Ec1=+ В Еc2, B
Un, B
Ec1=- В Еc2, B
Un, B
|
|
|
plus |
|
|
|
|
|
|
plus |
|
|
|
4 |
|
1 |
U1 |
|
|
|
|
|
R1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
6 |
R2 |
R3 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Ec1 |
|
Ec2 |
minus |
|
|
|
|
|
R4 |
Rn |
|
Un |
|
|
|
minus |
+ |
|||
|
|
|
|
0.000 |
V |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
- |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
Рис. 21. Дифференциальный усилитель
5. Суммирующий усилитель – преобразователь код-напряжение
Соберите схему согласно рис. 22. Сопротивление резистора Ros установите равным сопротивлению резистора R3 в предыдущих схемах. Сопротивления резистора R1 установите равным Ros, R2=2Ros, R3=4Ros и R4=8Ros. Ключи выбираете из меню элементов Place basic (), группа , элемент . Для управления ключами установите приведенные на рисунке символы (A, B, C, D). Для этого выполните двойной щелчок ЛКМ по ключу, в открывшемся окне Switch
33
выберите вкладку Value и установите нужный символ. Нажатие клавиши с символом управления приводит к изменению состояния ключа замкнуто-разомкнуто.
При всех замкнутых ключах установите значение ЕС такой величины, чтобы значение напряжения на выходе усилителя было равно (0,5†0,8)Unmax.
5
Key = D
6
Key = C
7
Key = B
4
8Key = A
V1
4 V
|
R4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
plus |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
plus |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
R2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ros |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
R1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
minus |
|
|
|
|
minus |
|
|
|
|
|
|
|
Un |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
Rn |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.000m |
V |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0
Рис. 22. Суммирующий усилитель
Запишите выражение для определения значения выходного напряжения полагая значение замкнутого ключа равным «1», разомкнутого – «0». Заполните столбец «точно» таблицы таб. 19.
Подключая входы усилителя к источнику ЕС, заполните столбец «эксп» таб. 19. В таблице символ «1» означает подключенный вход (ключ замкнут), «0» – соответствующий вход не подключен к Ес – (ключ разомкнут). В левом столбце таблицы приведены десятичные эквиваленты двоичных чисел.
Определите максимальную ошибку при преобразовании кода в число.
6. Содержание отчета
Отчет должен включать:
цель работы;
справочные данные исследуемого ОУ;
экспериментально полученные параметры усилителя (коэффициент усиления, напряжение смещения нуля, выходное сопротивление);
результаты экспериментального исследования схем включения ОУ – графики характеристик, теоретические и экспериментальные значения коэффициентов усиления для каждой из схем, входное и выходное сопротивления (графики для схем рис. 18, 20, 21 построить в одних осях координат;
34
значение ошибки преобразования кода в напряжение;
необходимые пояснения по ходу работы, сравните различные схемы включения ОУ.
|
|
Таблица 19 |
|
|
|
|
|
Дес. |
Двоичное |
UВЫХ, В |
|
число |
число |
|
|
D C B A |
Эксп. |
Точно |
|
0 |
0 0 0 0 |
|
|
1 |
0 0 0 1 |
|
|
2 |
0 0 1 0 |
|
|
3 |
0 0 1 1 |
|
|
4 |
0 1 0 0 |
|
|
5 |
0 1 0 1 |
|
|
6 |
0 1 1 0 |
|
|
7 |
0 1 1 1 |
|
|
8 |
1 0 0 0 |
|
|
9 |
1 0 0 1 |
|
|
10 |
1 0 1 0 |
|
|
11 |
1 0 1 1 |
|
|
12 |
1 1 0 0 |
|
|
13 |
1 1 0 1 |
|
|
14 |
1 1 1 0 |
|
|
15 |
1 1 1 1 |
|
|
Параметры ОУ
|
|
Ku |
Vs |
Tmin/TmaxoC |
U, В |
Iвх |
Iвых |
fгр |
|
|
|
В/мкС |
|
|
нА |
мА |
МГц |
LMC7101AIN |
9,9·10 |
107 |
1,2 |
-40/+85 |
±15 |
0,002 |
6,4 |
1,0 |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
LMC662CM |
2,4·10 |
2·106 |
1,1 |
0/+70 |
±12 |
2·10-3 |
6,4 |
0,5 |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OP215AH |
26·103 |
25·103 |
1,1 |
-55/+120 |
±9 |
4·10-3 |
2,0 |
2,4 |
LMC6584BIN |
0,3·10 |
0,3·106 |
1,2 |
-40/+85 |
±12 |
1·10-3 |
1,6 |
0,8 |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
LT1013CJ8 |
6,0·10 |
6,0·106 |
1,2 |
-40/+105 |
±15 |
1·10-3 |
2,0 |
2,5 |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
MC33072P |
1,0·10 |
0,1·106 |
7,0 |
-40/+85 |
±15 |
4·10-3 |
6,4 |
2,5 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
MC33074D |
1,0·10 |
0,1·106 |
7,0 |
-40/+85 |
±15 |
4·10-3 |
6,4 |
2,5 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
MC33172P |
0,5·10 |
50·103 |
6,5 |
-40/+85 |
±15 |
2·10-3 |
2,4 |
0,8 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
MC33079P |
0,4·10 |
40·103 |
3,5 |
-40/+85 |
±15 |
1·10-3 |
4,8 |
0,8 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
MC33182D |
80·103 |
80·103 |
4,5 |
-40/+85 |
±15 |
4·10-3 |
1,6 |
1,0 |
OP413ES |
20·106 |
20·106 |
0,125 |
-40/+85 |
±12 |
4·10-3 |
4,0 |
0,6 |
OP420BY |
106 |
106 |
0,25 |
-55/+125 |
±15 |
4·10-3 |
2,5 |
0,4 |
35
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Гусев В. Г. Электроника и микросхемотехника / В. Г. Гусев, Ю. М. Гусев. М.
:Высшая школа, 2005. 790 с.
2. Скаржепа В. А. Электроника и микросхемотехника / В. А. Скар-жепа, А. Н. Луценко. К. : Высшая школа, 1989. 417 с.
3. Лосев А.К. Теория линейных электрических цепей : учебник для вузов / А. К. Лосев. М. : Высшая школа, 1987. 512 с.
4. Глазенко Т. А. Электротехника и основы электроники / Т. А. Глазенко, В. А. Прянишников. М. : Высшая школа, 1-е изд. – 1985, 356 с.; 2-е изд. – 1996,
412с.
5.Королев Г.В. Электронные устройства автоматики / Г. В. Коро-лев. М. : Высшая школа, 1991. 312 с.
6.Воробьев Н.И. Проектирование электронных устройств / Н.И. Воробьев. М. : Высшая школа, 1989. 230 с.
36
ЭЛЕКТРОНИКА
Часть 1
Составители |
Муханов Владислав Владимирович |
|
Паутов Валентин Иванович |
|
Гусев Олег Александрович |
|
Лаптева Анна Викторовна |
Редактор
Компьютерный набор В. В. Муханова
ИД № 06263 от 12.11.2001 г.
Подписано в печать |
|
|
Формат 60x84 1/16 |
Бумага писчая |
|
Плоская печать |
Усл. печ. л. |
Уч.-изд. л. |
Тираж 50 |
Заказ |
Цена "С" |
|
|
|
|
Редакционно-издательский отдел ГОУ ВПО УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, Мира, 19
Ризография НИЧ ГОУ ВПО УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, Мира, 19