3. Описание лабораторной установки

В лабораторной работе исследуется собственно ОУ и различные МЭУ на его основе.

Схема лабораторной установки (рис.4.10) приведена на лицевой панели стенда и содержит следующие функциональные узлы:

1) источник входного напряжения U₁, состоящий из задающего генератора (ЗГ), рези­сторов делителя R₁ и R₂ с коэффициентом деления 1/100;

2) два регулируемых источника постоянного напряжения U₂ и U₃. Регулировка выходных напряжений производится потенциометрами R₄ и R₅;

3) входные и выходные защитные цепи ОУ. Резисторы R₁₃ и R₁₄ и диоды VD₁ и VD₂ ограничивают входное напряжение ОУ. Резистор R_огр обеспечивает защиту выходных цепей ОУ;

4) ОУ со схемами коррекции и балансировки. Балансировка уси­лителя производится потенциометром R_б, частотная коррекция - конденсатором C_К.

5) C_ОС1 , C_ОС2 , R_ОС1 , R_ОС2 - элементы обратной связи;

6) нагрузка подключается с помощью тумблера S₂. Питание подается на панель через специальный разъем и включается тумбле­ром S₁ после сборки исследуемой схемы.

На стенде предусмотрено выполнение двух лабораторных работ:

- исследование параметров ОУ;

- исследование работы различных МЭУ с резистивными и частотно-зависимыми цепями обратной связи.

Приборы, используемые в работе:

- задающий генератор Г3-111;

- цифровой вольтметр В7-28 или В7-16А;

- двухлучевой осциллограф С1-94 или аналогичный.

4. Порядок выполнения работы

4.1. Исследование параметров и характеристик оу к140уд1.

4.1.1. Ознакомиться с описанием лабораторной установки, измеритель­ными приборами и подготовить схему к исследованию.

4.1.2. Подать питание 12 В на лабораторную установку тумблером S₁, установив его в верхнее положение. Чтобы отличить выходной сигнал ОУ от напряжения смещения, все измерения проводятся на переменном токе с частотой не более 1 кГц. Поскольку частота входного сигнала невысока, то рассчитан­ные по результатам измерения параметры будут близки к параметрам ОУ на постоянном токе.

4.1.3. Перед проведением измерений необходимо сбалансировать ОУ, для чего:

a) установить тумблеры S₂ и S₃ в положение «Выкл.»;

б) подключить к выходу ОУ (клеммы Г₀Г₁₉) цифровой вольтметр и установить переключатель «род работы» в режим измерения постоянного напряжения;

в) подать на вход ОУ напряжение U_ВХ=0, соединив клеммы Г₁₀Г₁₁ и Г₁₀Г₁₂;

г) при помощи потенциометра R_б установить по вольтметру нулевой потенциал на выходе ОУ U_ВЫХ=0, с точностью до третьего знака после запятой;

д) разъединить клеммы Г₁₀Г₁₁ и Г₁₀Г₁₂;

Замечание: после выполнения балансировки не менять положение резистора R_б в течение всего исследования ОУ и устройств на его основе.

4.1.4. Определить величину коэффициента усиления ОУ без обратной связи K_Uоу, для чего:

а) перемычками соединить клеммы Г₂, Г₁₁ и Г₀, Г₁₀;

б) переключить цифровой вольтметр в режим измерения переменного напряжения;

в) подключить к выходу ОУ (клеммы Г₀Г₁₈) осциллограф для визуального наблюдения формы выходного сигнала;

г) от ЗГ на вход схемы подать синусоидальный сигнал U₁ = 5...20 мВ частотой f = 1000 Гц и, регулируя входное напряжение, добиться появления на выходе ОУ неискаженного синусоидального сигнала. После этого изме­рить выходное напряжение U_ВЫХ. Результат измерений занести в табл. 4.1 и рассчитать собственный коэффициент усиления ОУ K_Uоу.

4.1.5. Определить величину коэффициента усиления ОУ с обратной связью K_U, для чего:

а) перемычками соединить клеммы Г₁₁Г₁₄ и Г₀Г₁₀;

б) от ЗГ на вход схемы подать синусоидальный сигнал U₁ = 5...20 мВ частотой f = 1000 Гц и изме­рить выходное напряжение U_ВЫХ. Результат занести в табл. 4.1 и рассчитать коэффициент усиления схемы с ООС K_U.

4.1.6. Определить входное сопротивление ОУ R_вх.оу, для чего:

а) перемычками соединить клеммы Г₂Г₁₁ и Г₀Г₁₀, и установить тумблер S₂ в положение «Вкл.», подключив нагрузку к выходу ОУ;

б) плавно увеличивая U₁, установить на выходе ОУ синусоидальное напряжение U_ВЫХ^/ = 2 В;

в) перемычками соединить клеммы Г₂Г₈ и Г₀Г₆, тем самым включив в цепь входов ОУ резисторы R₁₁ и R₁₀;

г) измерить выходное напряжение U_ВЫХ^// (при U₁ = const).

Результаты измерений занести в табл. 4.1 и рассчитать R_вх.оу, приняв R_Н = 4,7 кОм.

4.1.7. Определить выходное сопротивление ОУ R_вых.оу, для чего:

а) установить переключатель S₂ в положения «Выкл.»;

б) увеличивая U₁, установить на выходе ОУ напряжение U_ВЫХ^/ = 2 В;

в) подключить на выход ОУ нагрузку (R_н = 4,7 кОм), замкнув ключ S₂ (U₁= const);

в) измерить выходное напряжение U_ВЫХ^//. Результаты измерений занести в табл. 4.1 и рассчитать R_вых.оу.

Сравнить экспериментальные и паспортные данные исследованных в работе параметров ОУ.

Таблица 4.1

KUоу	Экспериментальное значение	KUоу = UВЫХ/U1
	Паспортное значение	из справочника
kU	Экспериментальное значение	KU = UВЫХ/U1
	Расчетное значение	KU = -RОС2/R11
RВХ.оу	Расчетное значение	RВХ.оу = (2RНUВЫХ//)/(UВЫХ/ - UВЫХ//)
RВЫХ.оу	Расчетное значение	RВЫХ.оу = (UВЫХ/ - UВЫХ//)/(UВЫХ//RН)

4.1.8. Снять АЧХ ОУ, для чего:

а) установить переключатели S₂, S₃ в положение «Выкл.»;

б) от ЗГ подать на вход синусоидальное напряжение U₁ = 1015 мВ частотой f = 50 Гц и, изменяя частоту в соот­ветствии с табл. 4.2 при U₁ = const, измерять величину выходного напряжения U₂. По осциллографу следить за тем, чтобы выходное синусоидальное напряжение не искажалось. Результаты измерений занести в табл. 4.2.

в) перевести переключатель S₃ в положение «Вкл.», подключив тем самым цепь частотной коррекции ко входам ОУ и повторить пункт 4.1.8, б;

г) в соответствии с полученными результатами табл. 4.2 построить АЧХ ОУ с частотной коррекцией и без неё.

Таблица 4.2

f, кГц	0,05	0,1	0,2	1	2	10	20	100
UВЫХ, В S3 - «Выкл.»
UВЫХ, В S3 – «Вкл.»