3.5 Исследование характеристики измерительного усилителя

Целью эксперимента является проверка работоспособности макета инструментального усилителя для исследования магнитных датчиков. Измерение параметров: амплитуда выходного напряжения при регулируемой полоса частот активного фильтра и регулируемой коэфициент усилением инструментального усилителя.

Для достижения поставленной цели необходимо разработать структурную схему экспериментальной установки. Для этого сначала необходимо описать методику проведения эксперимента с целью выяснения типов и числа приборов и устройств, необходимых для выполнения эксперимента.

Структурная схема для исследования инструментального усилителя приведена на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7 — Структурная схема для исследования инструментального усилителя.

На рисунке приняты следущие обазначения: Г- генератор; ФНЧ1-фильтр нижных частот 1-го порядка; ОУ - операционный усилитель; АФ - активный фильтр; РУ-регистрирующее устройство; ИП-источник питания.

3.5.1 Исследование измерительного усилителя

Исследование праводиться по схеме, изображенное на рисунке 3.7.

Порядок выполнение работы.

Подключить питание к усилителью.

В качестве входного сигнала использовалось выходные напряжения синусойдального генератора.

Изменяя частоту входного сигнала в диапазоне 5 Гц- 2кГц, сохраняя постоянной амплитуду входного наряжения и с помощью оссилографа измеряеться уровень выходного напряжения.

Работа было выполнено учитывая, что коэффициент усиление усилителя и полоса пропускания фильтра регулируемым.

Результаты работы:

При коэффициент усиление усилителя К_ус =100.

Результаты исследовании приведены на таблице 3.1, при полосе пропускания фильтра f=50 Гцамплитуда входного ссигнала =100 мВ.

Таблица 3.1 – Результаты исследовании.

	2	5	10	20	50	100	200	500
U,мВ	100	100	100	100	80	25,7	7	1,3
К,дБл	40	40	40	40	38,4	28,2	17	2,5

Результаты исследовании приведены на таблице 3.2, при полосе пропускания фильтра f=5 Гцамплитуда входного ссигнала =100мВ.

Таблица 3.2 – Результаты исследовании.

f, Гц	2	5	10	20	50
U,мВ	100	104	30	7,2	1,36
К,дБл	40	40,6	29,5	17,14	2,6

Следующий эксперимент праводится при коэффициент усиление усилителя К_ус =1000.

Результаты исследовании приведены на таблице 3.3, при полосе пропускания фильтра f=50 Гцамплитуда входного ссигнала 10 мВ.

Таблица 3.3 – Результаты исследовании.

	2	5	10	20	50	100	200	500	1000	2000
U,мВ	1000	1000	1000	1000	936	304	76	12,8	2,1	0,6
К,дБл	60	60	60	60	59,5	49,66	37,6	22,14	6,44	-4,4

Результаты исследовании приведены на таблице 3.4, при полосе пропускания фильтра f=50 Гц амплитуда входного ссигнала 10 мВ.

Таблица 3.4 – Результаты исследовании.

	2	5	10	20	50	100	200
U,мВ	1000	920	240	66	12	3,2	0,9
К,дБл	60	59,27	47,6	36,39	21,6	10,1	-0.,

Частотные характеристики разработанного ИУ приведены на рисунке3.8.

Рисунок 3.8 — Логарифмическая амплитудно-частотные характеристики усилителя [22]

Поскольку использован ФНЧ второго порядка, спад АЧХ 40 децибел на декаду.

Вывод

В результате проделанной работы был спроектирован и изготовлен измерительный усилитель со следующими параметрами: коэффициент усиления усилителя регулируемый 100 или 1000, полоса пропускания равной либо 5 Гц либо 50 Гц.