Лабораторная работа №6
.docЛабораторная работа №6
Исследование операционных усилителей
Цель работы: исследовать инвертирующие и неинвертирующие операционные усилители.
Программное обеспечение: программный пакет Electronics Workbench Multisim.
I. Краткие теоретические сведения
Неинвертирующий операционный усилитель подключается к неинвертирующему входу и усиливает сигнал без изменения его фазы.
Коэффициент усиления по напряжению неинвертирующего операционного усилителя определяется по формуле: Ku = Uвых/Uвх = 1 + R2/R1.
Инвертирующий операционный усилитель не только усиливает сигнал, но и изменяет (инвертирует) фазу входного сигнала на 180 градусов (изменяет полярность на противоположную), т.к. подключается к инвертирующему входу.
Коэффициент усиления по напряжению инвертирующего операционного усилителя определяется по формуле: Ku = Uвых/Uвх = – R2/R1.
II. Ход работы
1. Получить вариант задания:
|
Вариант |
F, кГц |
Uвх, В |
Uвых, В |
|
1 |
0,5 |
3,1 |
9,1 |
|
2 |
0,8 |
2,2 |
8,5 |
|
3 |
1,0 |
1,5 |
7,7 |
|
4 |
1,3 |
1,0 |
8,1 |
|
5 |
1,5 |
1,4 |
7,5 |
|
6 |
1,7 |
1,1 |
6,8 |
|
7 |
2,0 |
0,8 |
6,6 |
|
8 |
2,5 |
0,9 |
7,6 |
|
9 |
3,0 |
0,6 |
5,9 |
|
10 |
3,7 |
1,1 |
6,5 |
|
11 |
3,4 |
2,1 |
6,3 |
|
12 |
3,1 |
3,1 |
7,0 |
|
13 |
2,6 |
1,5 |
7,2 |
|
14 |
2,2 |
2,5 |
7,7 |
|
15 |
1,9 |
0,8 |
8,5 |
2. Задаться значением сопротивления резистора R1 (порядка нескольких кОм).
3. Для неинвертирующего операционного усилителя рассчитать:
- коэффициент усиления по напряжению Ku;
- сопротивление резистора R2.
3. Запустить Multisim и собрать схему:
|
Элемент |
Group |
Family |
Component |
Обозначение |
|
Операционный усилитель U2 |
Analog |
OPAMP |
3288RT |
|
4. Напряжение питания оставить равным ±15 В.
5. Снять передаточную характеристику усилителя, меняя Uвх.
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
6. Построить график зависимости Uвых от Uвх.
7. Замените в схеме источник постоянного напряжения генератором синусоидального напряжения. Частоту сигнала установите по варианту.
8. Зарисуйте осциллограммы входного и выходного напряжения (друг под другом) в масштабе.
9. Для инвертирующего операционного усилителя рассчитать:
- коэффициент усиления по напряжению Ku;
- сопротивление резистора R2.
10. Собрать схему:
13. Снять передаточную характеристику усилителя.
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
6 |
|
|
7 |
|
|
8 |
|
14. Построить график зависимости Uвых от Uвх.
15. Замените в схеме источник постоянного напряжения генератором синусоидального напряжения. Частоту сигнала установите по варианту.
16. Зарисуйте осциллограммы входного и выходного напряжения (друг под другом) в масштабе.
17. По осциллограммам определите сдвиги по фазе для неинвертирующего и инвертирующего усилителей в секундах. Сделайте вывод об отличии усилителей друг от друга.
III. Контрольные вопросы
1. Для чего предназначены операционные усилители?
2. Какие существуют виды операционных усилителей?
3. Чем инвертирующие операционные усилители отличаются от неинвертирующих?
IV. Содержание отчёта
1. Название и цель работы
2. Расчёты параметров усилителей
3. Схемы измерений
4. Таблицы с результатами измерений
5. Графики полученных передаточных характеристик
6. Осциллограммы входного и выходного напряжения для инвертирующего и неинвертирующего усилителя
7. Определение фазы между входным и выходным сигналом
8. Ответы на контрольные вопросы
9. Выводы