Порядок выполнения работы

1. Используя лабораторные макеты (см. рис. 2.1, 3.1), собрать схемы усилителей с ООС по току со сложением напряжений и с ООС по напряжению со сложением напряжений, подключить на вход усилителя звуковой генератор, а на выход - осциллограф.

2. Установить частоту входного сигнала 1000 Гц и выполнить необходимые измерения для определения параметров усилителя с обратной связью. Снять нагрузочную характеристику усилителя.

3. Измерить выходное напряжение цепи обратной связи и определить .

4. Изменяя частоту входного сигнала в пределах 20 Гц - 200 кГц, выполнить необходимые измерения для построения частотных характеристик усилителей с отрицательными обратными связями.

Содержание отчета

1. Схемы, параметры и частотные характеристики усилителей с ООС по току со сложением напряжений и по напряжению со сложением напряжений.

2. Параметры усилителя без ОС (из ранее выполненных работ).

3. Теоретически рассчитанные и экспериментально полученные параметры усилителя с обратными связями.

Контрольные вопросы

1. Виды обратных связей.

2. Как влияют ОС на частотные характеристики усилителя?

3. Как влияют ОС на параметры усилителя?

4. Каково влияние ОС на устойчивость усилителя?

Литература: [5, 62-79, 214-219]

Лабораторная работа № 6

Исследование инвертирующего и не инвертирующего

усилителей на базе ОУПТ

Цель работы - изучить принцип работы инвертирующего и не инвертирующего усилителей, построенных на базе операционных УПТ в интегральном исполнении. Экспериментально определить основные характеристики и параметры усилителей.

Для исследования усилителей необходим макет (см. рис. 6.1), источники питания, звуковой генератор, вольтметр и осциллограф. В макете использован ОУПТ серия 140УД1А.

Теоретическая часть

В зависимости от условий подачи на вход ОУПТ усиливаемого сигнала, а также с учетом подключения внешних компонентов, можно получить инвертирующее, неинвертирующее и дифференциальное включения усилителя. На рис 6.2, 6.3 приведены схемы соответственно неинвертирующего и инвертирующего включения ОУПТ.

Рис. 6.1 - Лабораторный макет для исследования схем на ОУ

С учетом того, что ОУПТ близок по своим характеристикам к идеальному усилителю (R_BХ , R_ВЫХ 0, K_U ); коэффициент усиления по напряжению схемы на ОУ определяется только параметрами цепи обратной связи:

- инвертирующее включение:

(6.1)

- неинвертирующее включение:

(6.2)

Рис. 6.2. - Схема неинвертирующего включения ОУПТ	Рис. 6.3. - Схема инвертирующего включения ОУПТ

Схема сумматора напряжений на инвертирующем ОУ приведена на рис.6.4.

Рис. 6.4. - Схема сумматора напряжений на инвертирующем ОУПТ.

Выходное напряжение сумматора U_ВЫХ рассчитывается по следующему соотношению:

(6.3)

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему инвертирующего усилителя.

2. Включить источник питания +6 В и -6 В.

3. Установить «нуль» на выходе усилителя с помощью схемы установки нуля и вольтметра, переключенного к выходу усилителя.

4. От звукового генератора подать на вход усилителя напряжение с частотой f = 1кГц при уровне сигнала, соответствующего линейному режиму работы усилителя. Измерить экспериментально коэффициенты усиления усилителя в режиме холостого хода по выходу для двух значений резисторов обратной связи (R_ОС= 8,2 кОм, R_ОС = 8,2 кОм + 33 кОм).

5. Определить экспериментально величину входного сопротивления усилителя с использованием известного добавочного резистора для косвенного определения входного тока.

6. Определить величину выходного сопротивления усилителя.

7. Выполнить измерения для построения амплитудной характеристики усилителя U_ВЫХ = φ(И_ВХ ) при f = 1 кГц. Построить характеристику К = Ψ(U_ВХ).

8. Собрать схему неинвертирующего усилителя и выполнить п. 4, 5, 6.

Содержание отчета

1. Схемы исследуемых усилителей.

2. Таблицы данных измерений, формулы и расчеты экспериментальных и теоретических значений К_И, R_ВХ , К_ВЫХ. Сравнение результатов и объяснение расхождений.

3. Амплитудные характеристики усилителей.

4. Представление усилителей стандартными четырехполюсниками.

Контрольные вопросы

1. Как экспериментально определяются входное и выходное сопротивления ОУ?

2. Каковы назначение и принцип работы установки «нуля»?

3. Для чего применяются цепи коррекции?

4. Начертите схему повторителя на ОУ.

Литература [8, 203-270].

Лабораторная работа № 7

Исследование компараторов

Цель работы - ознакомиться с принципом построения схем компараторов, экспериментально определить параметры и характеристики, ознакомиться с методикой расчета схем компараторов.

Установка включает макет (см. рис. 7.1), позволяющий с помощью переключателя собрать схему компаратора с обратной связью, а также и без обратной связи, цифровой вольтметр, осциллограф.

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему компаратора без обратной связи.

2. Изменяя с помощью потенциометра R величину напряжения, подаваемого на I инвертирующий вход компаратора, снять зависимость выходного напряжения от входного, доводя компаратор до режимов насыщения. Определить пороговые уровни «0» и «1» компаратора.

3. Собрать схему компаратора с обратной связью и выполнить измерения в соответствии с п. 2.

Снять характеристику при увеличении входного напряжения от минимального до максимального и наоборот. Установить пороговые уровни «0» и «1», ширину петли гистерезиса.

Рис. 7.1 - Схема компаратора

4. Установить на 1-м входе компаратора произвольное значение напряжения (порядка ± 0,5 В), измерить его значение, а на 2-й вход подать линейно изменяющееся напряжение или синусоидальное от внешнего генератора, с амплитудой порядка 1,5 В.

Наблюдая с помощью двухканального осциллографа изменяющееся входное и выходное напряжения компаратора, установить величину входного напряжения, при котором происходит срабатывание компаратора. Сравнить его с напряжением на 1-м входе, сделать выводы.