Описание лабораторного стенда

Лабораторные работы по изучению свойств операционных усилителей проводятся на сменной панели, установленной на универсальном лабораторном стенде. Панель подсоединяется к стенду с помощью штепсельного разъема.

В состав сменной панели входят два операционных усилителя типа К140УД7. Питание ОУ производится на внешние клеммы не выведено. На панель выведена только "земля". Все электрические соединения производятся с помощью соединительных проводов, имеющихся на каждом стенде. Дополнительные элементы схемы (резисторы, конденсаторы и т.п.) устанавливаются в гнезда сменной панели с помощью специальных колодок.

После сборки схемы к ней необходимо подключить измерительные приборы. В комплекте универсального лабораторного стенда имеются следующие измерительные приборы: двухканальный осциллограф С1-83, электронный вольтметр В3-38, электронный вольтметр В7-27, комбинированный измерительный прибор АВО-5М. Кроме этого в универсального комплект стенда входят лабораторный источник постоянного напряжения ТЭС-23 и генератор синусоидальных напряжений Г3-109.

Перед подключением измерительных приборов к исследуемой схеме следует еще раз проверить правильность соединений собранной самой схемы, убедиться, что ручки управления лабораторного источника и генератора Г3-109 выставлены в положения, обеспечивающие минимальные токи и напряжения. Кроме того, если диапазон измеряемых величин не известен, на измерительных приборах нужно выставить максимальные пределы измерений.

При подключении измерительных приборов следует помнить, что корпуса измерительных приборов и универсального стенда соединены между собой через шину заземления, т.е. неправильное подключение выводов измерительных приборов (например осциллографа) может привести к коротким замыканиям участков схемы, особенно выходов ОУ.

Работа № 1. Исследование инвертирующей и неинвертирующей схем оу

Цель работы: научить вычислять и измерять коэффициент усиления инвертирующего и неинвертирующего усилителей с идеализированным ОУ.

Рис. 5

Инвертирующая схема ОУ показана на рис. 5. Для и-входа можно записать

,

откуда

; е_н = 0.

Согласно правилу 1 е_н – е_и  0, т.е. е_н  е_и. Следовательно:

U₁R₂ + U_вых R₁ = 0

Тогда коэффициент усиления инвертирующего усилителя

.

Знак "–" показывает, что входное и выходное напряжения ОУ находятся в противофазе.

Рис. 6.

Для неинвертирующей схемы ОУ (рис. 6) соотношение для определения е_и запишется в виде:

,

откуда

; e_н = U₂.

Используя правило 1, получаем

U_выхR₁ = U₂ (R₁ + R₂),

т. е. коэффициент усиления неинвертирующего ОУ определяется соотношением

.

Выражения для коэффициентов усиления k_и и k_н соответствуют общему выражению для определения коэффициента усиления идеального ОУ в линейном режиме с бесконечным собственным коэффициентом усиления, охваченного ООС. Принципиально важным является то, что величина и стабильность коэффициента усиления определяются пассивными элементами, входящими в цепь ООС, т.е. резисторами R₁ и R₂.