МИНОБРНАУКИ России
«Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет «ЛЭТИ»
им. В.И. Ульянова (Ленина)»
кафедра ЭПУ
Лабораторная работа №9
по дисциплине «Аналоговая схемотехника»
«ИСТОЧНИКИ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ»
Выполнил: __________ _
Преподаватель: __________ Симон В. А.
Санкт-Петербург
2026
Цель: рассчитать, собрать и исследовать схемы источников тока и напряжения на ОУ, которые лежат в основе широко распространенных, в том числе, интегральных линейных регуляторов. В качестве источника опорного напряжения в схемах используется широко распространенный шунтирующий источник опорного напряжения TL431 (т.н. «управляемый стабилитрон»).
Схемы, исследуемые в работе:
Рисунок 1 – Схема источника напряжения на ОУ
Рисунок 2 – Схема источника тока на ОУ
Обработка результатов
Источник напряжения
Снята зависимость выходного напряжения от сопротивления нагрузки.
Таблица 1 – Зависимость выходного напряжения от сопротивления нагрузки
-
Rн, Ом
680
470
330
220
150
100
Uвых, В
3.738
3.737
3.734
3.732
3.728
3.722
Рассчитаем теоретическое выходное напряжение источника напряжения:
Вычислим значения тока нагрузки. Пример расчёта:
Таблица 2 – Зависимость выходного напряжения источника напряжения от тока нагрузки
-
Rн, Ом
680
470
330
220
150
100
Uвых, В
3.738
3.737
3.734
3.732
3.728
3.722
Iн, мА
5.497
7.951
11
17
25
37
Рисунок 3 – Зависимость выходного напряжения от тока нагрузки
Источник тока
Снята зависимость выходного тока и напряжения, от количества подключенных диодов:
Таблица 3 – Зависимость ВАХ, от количества диодов в цепи
-
4 диода
3 диода
2 диода
1 диода
КЗ
I, мА
7.58
7.58
7.58
7.58
7.58
Uc, В
3.252
5.228
7.09
9.94
11.89
Рассчитаем теоретическое значение выходного тока:
Рассчитаем падение напряжение на нагрузке, пример расчёта:
Занесём остальные значения в таблицу:
Таблица 3 – Зависимость ВАХ, от количества диодов в цепи
-
4 диода
3 диода
2 диода
1 диода
КЗ
I, мА
7.58
7.58
7.58
7.58
7.58
Uc, В
3.252
5.228
7.09
9.94
11.89
Uн, В
8.748
6.722
4.91
2.06
0.11
Построим зависимость выходного тока, от падения напряжения:
Рисунок 4 – Зависимость выходного тока источник тока от падения напряжения на нагрузке Uн
Вывод
В ходе лабораторной работы были исследованы схемы источника напряжения и источника тока на операционном усилителе с использованием опорного источника TL431. Экспериментально подтверждены основные свойства данных схем.
Для источника напряжения была получена зависимость выходного напряжения от сопротивления нагрузки. Установлено, что при изменении сопротивления нагрузки от 680 Ом до 100 Ом выходное напряжение изменялось незначительно — от 3.738 В до 3.722 В, что свидетельствует о высокой стабильности схемы и хорошем качестве стабилизации напряжения.
Для источника тока была исследована зависимость выходного тока от напряжения на нагрузке при различном количестве подключённых диодов. Эксперимент показал, что выходной ток оставался практически постоянным и составлял около 7.58 мА независимо от изменения напряжения на нагрузке. Это подтверждает работу схемы в режиме стабилизации тока.
Таким образом, в работе были изучены принципы построения линейных источников тока и напряжения на ОУ, а также подтверждена эффективность использования отрицательной обратной связи и опорного источника TL431 для стабилизации электрических параметров.