Міністерство освіти і науки України
Національний Авіаційний Університет
Лабораторна робота № 6
з дисципліни Аналогова схемотехніка
Виконав:студент
групи 209 ІАСУ
Стрихар Віталій
Київ 2013
Тема: дослідження схем на операційних підсилювачах.
Мета: дослідити схеми суматора, інтегратора та диференціатора на операційних підсилювачах (ОП).
Короткі теоретичні відомості
Операційні підсилювачі широко використовуються для створення ланок або систем, призначених для виконання математичних операцій над сигналами: сумування, диференціювання, інтегрування, тощо. На рис.1 наведені схеми найпростіших пасивних суматорів.
а б
Рис.1.
Використання операційних підсилювачів дозволяє уникнути недоліків пасивних суматорів, хоча самі суматори при цьому ускладнюються. Схема суматора з використанням ОП наведена на рис.2.
Рис.2
Система, яка здійснює операцію диференціювання, тобто сигнал на виході є похідною від сигналу на її вході, називається диференціатором.
Наближенням до диференціатора є фільтр верхніх частот (CR або RL) першого порядку (рис.3)
а б
Рис.3
Функціональна схема диференціюючого (ДП) підсилювача наведена на рис.4.
Диференційований підсилювач являє ОП з RC колом негативного ЗЗ, причому опором негативного зв’язку є резистор R.
Рис.4
Система, яка здійснює операцію інтегрування, тобто сигнал на виході якої є інтегралом від сигналу на її вході, називається інтегратором.
Наближенням до інтегратора є фільтр нижніх частот (RC або LR) першого порядку (рис.5)
а б
Рис.5
Функціональна схема інтегруючого підсилювача (ІП) наведена на рис.6.
Рис.6
Інтегруючий підсилювач являє ОП з RC колом негативного ЗЗ, причому опором негативного зв’язку є опір конденсатора С.
Хід роботи
-
Дослідження суматора.
Суматор на ОП
Подаємо на вхід XS1 вхідний сигнал:
При цьому
Знайдемо коефіцієнт підсилення:
Тепер подамо вхідний сигнал на вхід XS2:
При цьому
Знайдемо коефіцієнт підсилення:
Осцилограма вихідного сигналу:
По осцилограмі знаходимо суму і різницю сигналів:
U1+U2=3,4 В
U1-U2=0,8 В
-
Дослідження диференціатора.
Диференціатор на ОП
Осцилограма вихідного сигналу
-
Дослідження інтегратора.
Інтегратор на ОП
Осцилограма вихідного сигналу
Як видно з осцилограми, використовується конденсатор великої ємності, і він не встигає повністю зарядитися.
На наступній осцилограмі видно, що при використанні меншої ємності, вона встигає повністю заряджатися:
Висновок
Лабораторна робота №6 була присвячена дослідженню схем на операційних підсилювачах.
Під час її виконання ми дослідили схеми суматора, диференціатора та інтегратора і уяснили принцип роботи даних приладів.