Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Eln1_MS9

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
23.02.2015
Размер:
1.21 Mб
Скачать

имя 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