lab6

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО СВЯЗИ

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение

Высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций

им. проф. М. А. Бонч-Бруевича

­­­­­­­­­­­­­

Лабораторная работа №6

“Исследование схем на ОУ”

Выполнили:

студенты группы РТ-2x

Проверил:

Сопов Дмитрий Александрович

Санкт-Петербург

2024

1.Расчеты:

N=5

R3=R4=1 кОм

R2=20 кОм

Kн=1+R1/R3

R1н=5 кОм

Ки=-R1/R3

R1и=6 кОм

Рис. 1. Схема неинвертирующего усилителя на ОУ

2. Выполнить анализ переходного процесса и найти коэффициент усиления по напряжению инвертирующего и неинвертирующего усилителей в области низких частот, равных 10…100Гц. При этом уровень входного напряжения не должен превышать 0,1В (рекомендуется подавать напряжение с амплитудой 1мВ). Обратить внимание на инверсию фазы при усилении гармонического сигнала в инвертирующем усилителе.

Сравнить заданный коэффициент усиления инвертирующего и неинвертирующего усилителей с результатами вычислительного эксперимента.

Рис. 2 Анализ переходного процесса для неинвертирующего усилителя

Kн=5,99

Рис. 3. Анализ переходного процесса для инвертирующего усилителя

Ки=7.07

3. Рассчитать новые параметры элементов схемы, при которых коэффициент усиления усилителя по модулю увеличивается или уменьшается в два раза. Изменить параметры исследуемого усилителя и проверить уменьшение или увеличение коэффициента усиления усилителя с помощью программы моделирования.

Уменьшили в 2 раза

Расчетные: Кн=3

R1=2кОм

Рис. 4. Анализ переходного процесса для неинвертирующего усилителя

Экспериментальные

Кн=2,99

Расчетные: Кн=3

R1=2кОм

Рис. 5. Анализ переходного процесса для инвертирующего усилителя

Экспериментальное:

Kи=4

Увеличили в 2 раза

Расчетные: Кн=12

R1=11кОм

Рис. 6. Анализ переходного процесса для неинвертирующего усилителя

Экспериментальное

Кн=12.004

Расчетные: Кн=12

R1=12кОм

Рис. 7. Анализ переходного процесса для инвертирующего усилителя

Экспериментальное

Kи=12.99

4. Провести частотный анализ и определить граничную частоту усилителей в области высоких частот.

Рис. 8 Частотный анализ неинвертирующего усилителя

fгр= 469.02717KHz

Рис. 9 Частотный анализ инвертирующего усилителя

fгр= 74.043973KHz

5. Собрать логарифмический усилитель-ограничитель, включая в цепи обратной связи параллельно резистору R1 встречно-параллельно два диода. Сопротивление резистора R1 установить равным 3 кОм. Частоту входного гармонического сигнала установить равной 100Гц.

В режиме Tran построить амплитудную характеристику логарифмического усилителя-ограничителя, т. е. зависимость амплитуды выходного сигнала от амплитуды входного гармонического сигнала, увеличивая амплитуду входного сигнала от 100мВ до 500мВ с шагом 100мВ. Убедиться в наличии режима ограничения амплитуды выходного сигнала.

Рис. 10 Амплитудная характеристика логарифмического усилителя-ограничителя

6. Собрать схему интегратора на ОУ. Для этого заменить резистор R1 в цепи отрицательной обратной связи на конденсатор С_ОС. Постоянная времени интегратора равна =R3C_ОС. Принимая постоянную времени равной =N мс, рассчитать величину C_ОС – емкости конденсатора в цепи обратной связи.

Рис 11 Схема интегратора

7. Получить АЧХ интегратора в области частот от f₁=1/(1000)=0,2 до f₂ = 1/=200. Убедиться, что с ростом частоты коэффициент передачи интегратора уменьшается. Устанавливая логарифмический масштаб по вертикальной оси, определить закон уменьшения значений АЧХ.

Подать на интегратор гармонический сигнал с частотой f₀=1/(100)=2 и определить фазовый сдвиг между выходным и входным сигналами.

Рис. 12 АЧХ интегратора

Рис. 13 График сигнала на входе и выходе интегратора