Лаба_14

_{МИНОБРНАУКИ РОССИИ}

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ЭПУ

отчет

по лабораторной работе №14

по дисциплине «Аналоговая схемотехника»

Тема: Исследование генераторов синусоидальных сигналов на ОУ

		Соловьев В. А.
		Мирзоалиев З.Э.
Студент гр. 5209		Хабибулин А.Р.
Преподаватель		Ларионов И.А.

Санкт-Петербург

2018

Цель работы.

Исследовать схему генератора синусоидальных сигналов.

Основные теоретические положения.

Если обратная связь в схеме операционного усилителя не подавляет входной сигнал, а напротив добавляет к нему часть выходного напряжения, то она называется положительной ОС (ПОС). В этом случае для приращения выходного сигнала Uвых при воздействии Ubx имеем:

Ubыx = Ku(Ubx + βUbыx)

Если произведение K_u-P меньше единицы, то усилитель c ПОС продолжает оставаться линейным c коэффициентом усиления, превышающим K_u. Выходное напряжение такого усилителя не достигает уровня насыщения только для очень малых сигналов. Если же произведение K_u-P достигает единицы, то K_u пос устремляется к бесконечности. Для значений K_u-P > 1 усилитель с ПОС перестает быть линейным, на его выходе возникает периодический сигнал.

Рассмотренный в лабораторной работе №12 мультивибратор на аналоговом компараторе, будучи построенным на ОУ, можно рассматривать и как схему с ПОС, работающую в нелинейном режиме. Однако, ОУ, в отличие от аналоговых компараторов, способны выдавать выходные напряжения, отличные от напряжений насыщения, и пригодны для построения схем генераторов, выходными сигналами которых являются периодические напряжения, отличные от прямоугольных импульсов.

Введем в цепь отрицательной обратной связи ОУ фильтр, который на некоторой угловой частоте ю = ю₀ обладает наименьшим коэффициентом передачи и нулевым фазовым сдвигом между входным и выходным напряжениями. Таким фильтром может быть Т-образный фильтр.

Схемы измерений.

Рис. 1. Полосно-ослабляющий Т-образный фильтр.

Рис. 2. Автогенератор с Т-образным фильтром.

Рис. 3. Автогенератор с фильтром Вина.

Обработка результатов эксперимента.

1. Теоретическое значение частоты.

Таблица 1. Протокол наблюдений.

f, Гц	15,9	31,8	47,7	63,6	79,5	95	111	127,2	143	159	318	477	636	795	954	1113	1272	1431	1590
Uвых, В	4,16	3,84	3,48	3,2	3,08	3,1	3	2,92	2,88	2,92	3,1	3,28	3,44	3,6	3,6	3,68	3,76	3,84	3,84
Uвх, В	4,24	4,24	4,24	4,24	4,24	4,2	4,24	4,24	4,24	4,24	4,2	4,24	4,24	4,2	4,24	4,24	4,24	4,24	4,24
k(w) теор	0,98	0,92	0,85	0,79	0,75	0,71	0,69	0,68	0,67	0,67	0,75	0,83	0,88	0,92	0,94	0,95	0,96	0,97	0,98
k(w) экс	0,99	0,96	0,93	0,88	0,84	0,80	0,77	0,74	0,72	0,70	0,68	0,73	0,79	0,84	0,87	0,90	0,92	0,93	0,94

Рис. 4. График АЧХ в виде диаграммы Боде для Т-фильтра

Рис. 5. График АЧХ для Т-фильтра

Рис. 6. Осциллограмма генератора с фильтром Вина.

Рис. 7. Осциллограмма генератора с Т-фильтром

2. Расчет к-та ПОВ для Т- образного фильтра:

F = 253,4 Гц

R₁ = 9,337 кОм

Примерно равен теоретическому значению коэффициента ПОВ в 2/3.

3. Расчет коэффициента ООС для фильтра Вина:

f = 145 Гц

R₁ = 2,286 кОм

Выводы: в данной лабораторной работе были исследованы генераторы синусоидальных сигналов на ОУ, в сравнении с теоретической зависимостью АЧХ, экспериментальная отличается лишь тем, что отсутствует длинная полоса насыщения слева и справа от нижнего экстремума зависимости, коэффициенты ПОВ и ООС, соответственно, примерно совпадают с их теоретическими значениями, приведенными в методическом пособии.