Вывод по заданию 1

В ходе данной работы были успешно рассчитаны параметры инвертирующего усилителя, обеспечивающего заданный коэффициент усиления по напряжению при сопротивлении нагрузки

Были решены следующие задачи:

1. Рассчитаны номиналы элементов схемы:

Рассчитано сопротивление резистора обратной связи Выбрали сопротивление из ряда номинальных значений Е24: Для ограничения выходного тока операционного усилителя увеличили в 10 раз. Итоговое значение сопротивления

Рассчитана мощность резистора обратной связи . С учетом стандартного ряда мощностей выбрали резистор типа МЛТ – .

На основе заданного коэффициента усиления и полученного раннее номинала резистора , рассчитали сопротивление и мощность резистора : . С учетом стандартного ряда мощностей выбрали резистор типа МЛТ – .

На основе номиналов резисторов нашли сопротивление резистора : Выбрали резистор типа МЛТ –

2. Проведена проверка работы схемы:

В программе Multisim была собрана схема с полученными номиналами резисторов, а также сняты показания осциллографа, по которым был рассчитан полученный коэффициент усиления . Погрешность вычислений составила 2%, что говорит о правильности расчетов.

Задание 2

Рассчитать параметры неинвертирующего усилителя (рис. 4), выполненного на операционном усилителе, который обеспечивает коэффициент усиления по напряжению при сопротивлении нагрузки . Для расчетов принимаем и

Рисунок 4 – Схема неинвертирующего усилителя.

Решение задания 2

Для расчетов используем операционный усилитель типа К140УД6.

Определяем сумму сопротивлений резисторов и при заданной нагрузке из условия ограничения выходного тока операционного усилителя на допустимом уровне:

Решим (8) относительно

Коэффициент усиления неинвертирующего усилителя определяется в соответствии с выражением

Из (9) определим отношение сопротивлений и и составим систему уравнений

Решая систему уравнений (10) относительно R1, получаем, что . Тогда Из стандартного ряда выбираем номинальные значения сопротивлений , а .

Найдем ток, протекающий через резисторы и :

Подставив численные значения параметров в (11), получим

В соответствии с (4) определим мощность резисторов и :

С учетом ряда стандартных мощностей выбираем резистор типа МЛТ а резистор типа МЛТ

С целью уменьшения токов и напряжений сдвигов в схему (рис.2) включают резистор . Сопротивление выбирают из условия равенства входных сопротивлений по инвертирующему и неинвертирующему входам операционного усилителя в соответствии с (6).

Согласно стандартному ряду сопротивлений принимаем

Так как ОУ охвачен обратной связью и не потребляет ток по входным цепям, то ток, протекающий через чрезвычайно мал. Поэтому мощность резистора принимаем равной 0,01 Вт, а резистор выбираем типа МЛТ –

Проведем проверку коэффициента усиления неинвертирующего усилителя по выражению (9):

По уравнению (7) определяем погрешность вычислений

Погрешность не превышает 5%, поэтому найденные значения резисторов можно считать приемлемыми.

Правильность нахождения параметров инвертирующего усилителя проверим с помощью программы Multisim.

Схема неинвертирующего усилителя в программе Multisim показана на рис. 5. Показания осциллографа показаны на рис. 6.

Рисунок 5 – Схема неинвертирующего усилителя в программе Multisim.

Рисунок 6 – Показания осциллографа.

Из осциллограммы мы видим, что при входном напряжении выходное напряжение .

Тогда коэффициент усиления равен: