Устройства на операционных усилителях. Учебно-методическое пособие
.pdf
Лабораторная работа №6
«Прецизионные выпрямители»
Выпрямители используются для преобразования переменного напряжения в постоянное. Простые диодные выпрямители обладают неудовлетворительными характеристиками при выпрямлении напряжений, меньших 0,7 В, так как при этом диод в прямом направлении обладает достаточно большим сопротивлением Для исключения этого недостатка в диодном выпрямителе используются ОУ.
Рис. 6.1.
Y/T
21
Рис. 6.2.
Y/T
Задание №1: Проведите моделирование выпрямителей на рис. 6.1. при входных напряжениях 1, 10 и 50 мВ.
Задание №2: Проведите сравнительный анализ рассмотренных схем выпрямителей со схемой обычного диодного выпрямителя, составленного из последовательно соединенных источника переменного напряжения, диода и сопротивления нагрузки, при входных напряжениях 10—800 мВ и сопротивлении нагрузки 0,1
— 10 кОм.
22
Контрольные вопросы и задания
1.Какие ограничения имеют обычные диодные выпрямительные схемы?
2.Исследуйте влияние сопротивления резистора R3 на симметрию положительной и отрицательной полуволн выходного сигнала в схеме на рис. 6.2.
23
Лабораторная работа №7
«Фазочувствительные выпрямители»
Рис. 7.1.
Y/T
24
Y/T, при частоте опорного сигнала 5 Гц
Контрольные вопросы и задания
1.В каких случаях используется ФЧВ?
2.Проведите моделирование ФЧВ по схеме на рис. 7.1. при частоте опорного сигнала 5 Гц, объясните осциллограмму выходного сигнала. Предлагается также получить осциллограммы для фазы опорного источника 90 и 180° и проанализировать полученные результаты.
25
Измерительные преобразователи.
Лабораторная работа №8
«Резистивные преобразователи»
Резистивные ИП чаще всего выполняются с питанием на постоянном токе. При этом используются три схемы включения: последовательного включения (реостатная), схема делителя (потенциометрическая) и мостовая схема.
Выходное напряжение ИП: |
|
Для последовательного включения |
|
Uo = Ui • Rn/(Rn + Ro ± ∆R) |
|
Для схем с делителем напряжения |
|
Uo = Ui • Rn(Ro ± ∆R)/[Ro(Rn + Ro + ∆R) + |
|
+ Rn(Ro ± ∆R)] |
(8.1) |
Uo = Ui • Rn(Ro -∆R)/(2Ro • Rn + Ro2 - ∆R2) |
(8.2) |
общий недостаток — наличие постоянной составляющей
— устраняется только применением мостовых схем.
В мостовых схемах резистивные ИП имитируются переменными сопротивлениями. Выходной ток мостовых схем при питании от источника постоянного напряжения
Iн= Ui(R1 • R4 - R2 • R3)/[Rn(R1 + R2)(R3 + R4) + R1 • R2(R3 + R4) + R3 • R4(R1 + R2)]
При питании от источника постоянного тока (Ui заменяется на Ii)
Iн = Ii(R1 • R4 - R2 • R3)/[Rn(R1 + R2 + R3 + R4) + (R3 +
R4)(R1 + R2)]. |
|
Здесь и далее R1=R2=R3=R4=Ro. |
|
Для 8.1,е : |
|
Uo = 0.5Ui(∆R /Ro)/{1+(Ro/Rn)[1-0.5(∆R/Ro)2]} |
(8.3) |
26
Uo = 0.5Ii∆R/(1+Ro/Rn) |
(8.4) |
Для 8.1,ж : |
|
Uo = 0.5Ui(∆R /Ro)/{[1-0.25(∆R /Ro) 2]+(Ro/Rn)[1-0.5(∆R/Ro)
2]} |
(8.5) |
Uo = 0.5Ii(∆R /Ro)/{1+(Ro/Rn)[1-0.25(∆R/Ro)2]} |
(8.6) |
Рис. 8.1. (г, д)
г)
д)
27
Задание №1: Подготовьте схемы моделей для исследования резистивного ИП при включении его по схеме делителя (рис. 8.1,
г, д) при Ui = 1 В, Ro = 10 кОм, ∆R= 1, 2, 3, 5 и 8 кОм. В качестве нагрузки используйте мультиметр. Результаты моделирования сравните с расчетными по формулам (8.1) и (8.2).
28
е)
ж)
з)
Рис. 13.4 (е, ж, з)
29
Задание №2: Составьте схемы моделей мостовых схем включения ИП на рис. 8.1, е, ж, з. При Ui = 1 В, li = 0,1 мА, Ro= 10 кОм, ∆R= 1, 3 и 5 кОм проверьте истинность формул (8.3) — (8.6) и полученных с их помощью выводов. В качестве нагрузки используйте мультиметр.
Контрольные вопросы и задания
1.Назовите типы резистивных преобразователей и области их применения?
2.Принцип действия ИП контактного сопротивления основан на том, что при сдавливании резистивного материала увеличивается количество контактирующих друг с другом кристалликов. Возможен ли случай, когда после снятия давления некоторая часть кристалликов не вернется в исходное «неконтактное» состояние?
30