Пермский Государственный Технический Университет
Электротехнический факультет
Кафедра АТ
Общая электроника и электротехника.
Лабораторная работа №4.
Исследование усилителя постоянного тока на базе операционного усилителя.
Работу выполнил Веселков Егений гр. АТ – 01 – 2
Проверил Южаков А. А.
2002 год, Пермь
Исследуемая схема: схема с инвертирующим включением операционного усилителя.
R1
Назначение элементов схемы:
R1, R2
– используются, чтобы не нарушить
симметрию дифференциального усилителя,
,
в нашей схеме
.
Rос – сопротивление обратной связи, оно может принимать следующие значения – 5,1кОм, 51 кОм, 510 кОм, в зависимости от этого меняется коэффициент усиления такого усилителя:
-
при
;
-
при
;
-
при
.
ОУ – операционный усилитель УД608.
Амплитудная характеристика усилителя.
Амплитудная характеристика снята при
частоте
.
1) Подключим
,
т. е. коэффициент усиления K=1.
|
UВХ, В |
0,99 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
3,99 |
4,53 |
5 |
5,99 |
7 |
8 |
9 |
|
UВЫХ, В |
0,99 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
4,54 |
5,01 |
6 |
7,01 |
7,91 |
8,48 |
Начало искажений сигнала на осциллографе при Uвх=9 В, Uвых=8,48 В.
2) Подключим
,
т. е. коэффициент усиления K=10.
|
UВХ, В |
0,05 |
0,102 |
0,162 |
0,213 |
0,3 |
0,395 |
0,464 |
0,502 |
0,598 |
0,702 |
0,803 |
0,870 |
|
UВЫХ, В |
0,5 |
1,01 |
1,58 |
2,10 |
2,95 |
3,89 |
4,52 |
4,92 |
5,89 |
7,03 |
7,99 |
8,28 |
Начало искажений сигнала на осциллографе при Uвх=0,870 В, Uвых=8,28 В.
3) Подключим
,
т. е. коэффициент усиления K=100.
|
UВХ, В |
0,0060 |
0,0102 |
0,0160 |
0,02 |
0,0246 |
0,0306 |
0,0348 |
0,0402 |
0,0458 |
0,0517 |
|
|
UВЫХ, В |
0,6 |
1,01 |
1,59 |
1,98 |
2,43 |
3,02 |
3,45 |
4 |
4,52 |
5,10 |
|
|
0,0552 |
0,0605 |
|
|||||||||
|
5,42 |
5,81 |
|
|||||||||
Начало искажений сигнала на осциллографе при Uвх=0,0605 В, Uвых=5,81 В.
Построим амплитудную характеристику:
Рис
1. Амплитудная характеристика усилителя
при различных коэффициентах усиления.
К=1
К=10
К=100
,
В
,
В
Амплитудно-частотная характеристика усилителя.
1) Подключим
,
т. е. коэффициент усиления K=10.
|
F |
U1, мВ |
U2, мВ |
|
|
|
10 Гц |
20 |
180 |
9 |
|
|
50 Гц |
20 |
170 |
8,5 |
|
|
100 Гц |
20 |
140 |
7 |
|
|
500 |
20 |
120 |
6 |
|
|
800 |
20 |
80 |
4 |
|
|
1000 |
20 |
50 |
2,5 |
|
|
1,2 |
20 |
50 |
2,5 |
|
|
1,3 |
20 |
20 |
1 |
|
|
1,4 |
20 |
36 |
1,8 |
|
|
1,6 |
20 |
30 |
1,5 |
|
|
1,8 |
20 |
28 |
1,4 |
|
|
2,0 |
20 |
24 |
1,2 |
|
,
дБ
1) Подключим
,
т. е. коэффициент усиления K=100.
|
f |
U1, мВ |
U2, В |
|
|
|
10 |
20 |
0,71 |
0,035 |
|
|
50 |
20 |
0,71 |
0,035 |
|
|
100 |
20 |
20 |
1 |
|
|
500 |
20 |
100 |
5 |
|
|
800 |
20 |
80 |
4 |
|
|
1000 |
20 |
50 |
2,5 |
|
|
1200 |
20 |
40 |
2 |
|
|
1600 |
20 |
36 |
1,8 |
|
|
1820 |
20 |
20 |
1 |
|
,
дБПостроим логарифмическую амплитудно-частотную характеристику усилителя (ЛАЧХ):
Рис
2. ЛАЧХ усилителя при различных
коэффициентах усиления.
К=10
К=100
К=1
Вывод.
В этой лабораторной работе был рассмотрен
операционный усилитель УД608, сняты его
амплитудные и амплитудно-частотные
характеристики. Линии амплитудных
характеристик выходят не из начала
координат, т. к. присутствует напряжение
смещения нуля
(это такое напряжение между входами ОУ,
которое позволяет установить напряжение
на выходе равным нулю). Кроме того,
необходимо отметить, что нами использовалась
инвертирующая схема включения
операционного усилителя, поэтому входной
и выходной сигнал находятся в противофазе.
По логарифмической амплитудно-частотной характеристике (ЛАЧХ) усилителя видно, что при увеличении коэффициента усиления рабочий частотный диапазон усилителя сужается.