2. Практична частина

Налаштування осцилографа проводиться за допомогою його панелі, де містяться харак-теристики каналів А та В, синхронізації та розгортки. Слід зазначити, що графіки можна ба-чити у трьох проекціях: Y/Т (розгортка в часі), А/В та В/А ( один сигнал в залежності від ін-шого).

Зберігається відповідність характеристик елементів відповідно схемам.

Під’єднання виводів потрібно здійснювати ретельно, без розривів. Адже тоді можлива неправильна робота схеми. Для зручності під’єднань можна застосовувати «крапку». Її вста-новлення на схемі у потрібних місцях дає можливість краще проектувати складні вузли.

2.1. Програма роботи та завдання.

2.1.1. Скласти схему мал. 11.4 за допомогою програми EWB та встановити значення па-раметрів елементів відповідно до неї.

2.1.2. Визначити U_вих для декількох значень U_вх (15, 20, 30 мВ). Знайти коефіцієнт під-силення. Записати його.

2.1.3. Виконати дії пунктів 2.1.1-2.1.2 для схем малюнків 11.5-11.8. Порівняти кое-фіцієнти підсилення таких схем мал. : 11.4 та 11.5; 11.5 та 11.6; 11.6 та 11.7; 11.7 та 11.8. Зробити висновки.

2.1.4. Для схем мал. 11.6 та 11.7 порівняти фази вихідних сигналів. Зробити висновок.

2.1.5. Визначити К_синф. схем диференційних підсилювачів мал. 11.9, 11.10, 11.11 зняв-ши напругу на виході кожного з них. Порівняти отримані К_синф. Зробити висновок про важ-ливість використання резистора R₁ у схемі диференційного підсилювача.

2.1.6. Встановити значення резистора R₁ – 100кОм. Визначити коефіцієнт підсилення диференційного підсилювача на малюнку 11.4. Порівняти його з отриманим раніше. Зробити висновок.

2.1.7. Використовуючи пункти 2.1.1-2.1.2, провести самостійно дослідження схеми мал. 11.4 змінивши біполярні транзистори на польові та джерело змінної напруги на джерело по-стійної напруги.

2.1.8. У звіт занести усі схеми, вихідні дані та вимірювані дані. Відповісти письмово на контрольні питання.

Контрольні питання:

1) Для чого призначений диференційний підсилювач?

2. За допомогою чого можна стабілізувати роботу диференційного підсилювача?

3. Що можна використати для «подавлення» синфазного сигналу?

4. За допомогою чого можна досягнути симетрії схеми диференційного підсилювача?

5. Дайте визначення диференційного підсилювача.

Мал. 11.4

Мал. 11.5

Мал. 11.6

Мал. 11.7

Мал. 11.8

Мал. 11.9

Мал. 11.10

Мал. 11.11

Лабораторне заняття № 12

Тема: Основні схеми включення операційних підсилювачів.

Мета роботи. Дослідження інвертуючого, неінвертуючого каскадів із застосуванням операційного підсилювача. Дослідження суматора на ОП.

1. Теоретичні відомості

Створення диференційних каскадів у інтегральному виконанні дозволило поставити, а потім успішно вирішити задачу побудови універсальних підсилювальних інтегральних схем, які отримали назву операційні підсилювачі (ОП).

Термін «операційний підсилювач» раніше був тотожний з поняттям «вирішуючий під-силювач» та зв’язувався з довільною математичною операцією. В даний час функції ОП ду-же розширились, і під операційним підсилювачем розуміють високоякісний універсальний підсилювач напруги, що призначений для вирішення різноманітних задач.

Основою ОП є підсилювач постійного струму з великим коефіцієнтом підсилення. При цьому універсальність ОП висуває ряд вимог до його електричних параметрів: вхідного та вихідного опорів, зміни характеристик в часі, рівня шумів, дрейфу нуля, ширини смуги про-пускання.

У зв’язку з тим, що ОП повинен добре працювати від різних джерел сигналів, внутріш-ній опір яких може мати величину, що змінюється в широких діапазонах, вхідний опір ОП має бути завжди високим. Так як вихідний сигнал ОП також подається на пристрій з досить різним вхідним опором, вихідний опір ОП завжди має бути низьким.

Для задоволення інших вимог необхідно, щоб ОП відрізнявся високою стабільністю коефіцієнта підсилення, низьким рівнем шумів і дрейфу нуля, широкою смугою пропускан-ня. Крім того, високі електричні параметри операційних підсилювачів повинні співвідноси-тись з малими габаритами, високою надійністю, зручністю з’єднання з іншими схемами та невеликою вартістю.

Найбільш універсальні можливості мають підсилювачі напруги з двома виходами та двома входами, проте в більшості практично важливих випадках достатньо мати один вихід. Тому ОП, що випускаються серійно, як правило, мають один вихід і два входи. При цьому один вхід підсилювача, зміна фази напруги на якому приводить до такої ж зміни фази на-пруги на виході, позначають «+» і називають неінвертуючим, другий вхід «-» - інвертуючим.

Для виконання всіх перерахованих вимог ОП повинен мати мінімум 3 каскади: вхідний, проміжний і вихідний.

Вхідний каскад повинен бути оснащений великим вхідним опором, малим рівнем дрей-фу нуля, великою лінійністю амплітудної характеристики і широкою смугою пропускання. Цим вимогам відповідають інтегральні диференційні каскади.

Проміжний каскад ОП звичайно служить для вирішення двох задач – забезпечення ос-новного підсилення по напрузі та створення здвигу рівня постійної напруги.

Вихідний каскад повинен мати малий вихідний опір, широку смугу пропускання і не створювати впливу на попередні каскади. Цим вимогам, зокрема, задовільняють емітерні по-вторювачі.

Схема інвертуючого підсилювача зображена на малюнку 12.1.

Мал. 12.1

Схема неінвертуючого підсилювача показана на малюнку 12.2.

Мал. 12.2

Суматор на операційному підсилювачі зображено на малюнку 12.3.

Мал. 12.3

За допомогою дослідження даних схем можна легко зрозуміти роботу операційних під-силювачів.