Т аблиця 6.1

Побудувати графік t_”1” = f(U₂). Пояснити, чому змінюється величина t_”1”? Чому при U₂ = 2,5V знак U_вих не змінюється?

2.4. Змінити полярність U₂ і повторити п. 2.2. і 2.3. Пояснити розбіжність в залежностях t_”1”(U₂), отриманих в п. 2.3. та 2.4.

2.5. Зібрати основну (базову) схему ОП зі зворотним зв’язком. За вхідний сигнал ОП у схемі застосовано вимірювальний міст постійного струму. У цій схемі вхідний сигнал змінного струму завжди подається на інверсний вхід (–) відносно маси, з якою з’єднано також прямий вхід (+) (Рис. 6.2).

Рис. 6.2. Базова схема ОП зі зворотним зв’язком

2.6. Задати вихідну ЕРС джерела змінної напруги, що дорівнює 1V з частотою 50Hz. Встановити R₁ = 100,405Ω, потім R₁ = 99,595Ω. У кожному досліді визначити за допомогою осцилографа та вимірювальних приладів значення вхідних напруг U_in1 та U_in2, а також вихідних U_out1 та U_out2. За отриманими даними розрахувати коефіцієнт підсилювання K_on = з урахуванням полярності напруг. Отримане значення порівняти з теоретичним, що визначається за допомогою формули K = – . За допомогою осцилографа визначити, як змінюється фаза вхідної та вихідної напруги при R₁ = 100,405Ω і R₁ = 99,595Ω. Зробити відповідні висновки.

2.7. Замість джерела змінної напруги застосувати у схемі джерело постійної напруги, що має ЕРС E = 1V. Перевірити справедливість формул, що наведені в п. 2.6 для випадку постійної напруги. На вказаному прикладі пояснити, чому вхід (–) інверсний.

2.8. Активізувати файл “ampliop.ca3” (Рис. 6.3), що моделює основну схему масштабувального інвертора. При зміні величин R_os і R_in завжди справедлива рівність U_вих = – U_вх.

Рис. 6.3. Схема масштабувального ОП

2.9. Активізувати файл “aopsomm.ca3” (Рис. 6.4.), що моделює суматор вхідних сигналів на ОП.

2.10. На перший вхід подати U₂ = 1V, на другий – сигнал трикутної форми U_im = 1V. Змінюючи R₃, перевірити за допомогою осцилографа співвідношення U_вих = – (U₁ + U₂) при R₂ = R₁.

2.11. Активізувати файл “amplininv.ca3”, що реалізує підсилювач, який не здійснює інверсію фази (Рис. 6.5.). Змінюючи значення R₁, R₂, R₃, перевірити за допомогою оcцилографа співвідношення U_s = G_A ∙ U_e, де G_A = . Перевірити також, що G_A не залежить від R₁. Накреслити осцилограми U_s і U_e та порівняти їх фази.

2.12. Активізувати файл “1ordre.ca3”, що моделює аперіодичну ланку 1-го порядку (інерційну ланку) (Рис. 6.6.). Подаючи на вхід цієї схеми прямокутний сигнал (U_in = 1V), отримати осцилограму U_вих(t). За характером перехідного процесу визначити формулу, що адекватно описує вихідний сигнал у перехідному режимі. За числовими даними елементів схеми отримати значення постійної часу схеми τ і розрахувати значення U_вих(t) при t = τ, 2τ, 3τ.

Рис. 6.4. Схема підсумувального ОП з інверсією

Рис. 6.5. Схема підсумувального ОП без інверсії

Рис. 6.6. Схема дослідження аперіодичної ланки 1-го порядку

Порівняти їх з даними, отриманими за допомогою осцилографа. Розрахувати значення коефіцієнта передачі у сталому режимі К. Записати формулу передавальної функції ланки 1-го порядку:

За допомогою W(p) записати і розрахувати амплітудну та фазову частотні характеристики схеми (К(ω) і φ(ω) відповідно). Експериментально отримати за допомогою аналізатора передавальних функцій і порівняти їх з розрахунковими характеристиками.

2.13. З метою вивчення можливостей створення генераторів сигналів на базі ОП пропонується скласти схему генератора прямокутних імпульсів із застосуванням негативного та позитивного зворотних зв’язків ОП (Рис. 6.7). Змінюючи опір R₁ і ємність С₁, що визначають період прямокутних імпульсів, у межах від номіналу до його половинного значення, визначити характер впливу кожного з вказаних елементів на частоту прямокутних імпульсів F шляхом побудови залежностей F(R₁) і F(С₁). Детально вивчити роботу схеми генератора. (Замість складання схеми можна відкрити файл “arc_sock_ca3”.)

2.14. Відкрити файл “care1_t.ca3”, що моделює генератор, який генерує одночасно прямокутні та трикутні імпульси (Рис. 6.8). Як і в попередній схемі, генерація прямокутних імпульсів здійснюється внаслідок негативного та позитивного зворотнього зв’язку. Генерування трикутного сигналу при цьому забезпечується шляхом інтегрування прямокутного сигналу за допомогою і нтегратора на базі ОП.

Рис. 6.7. Схема генератора прямокутних імпульсів (мультивібратора) на базі ОП

2.15. Змінюючи опір R₃ і ємність С, що визначають період прямокутних імпульсів, у межах від номіналу до його подвійного значення, визначити характер впливу кожного з вказаних елементів на частоту прямокутних імпульсів F шляхом побудови залежностей F(R₃) і F(С). Детально вивчити роботу схеми генератора. Пояснити вплив тривалості періоду прямокутних імпульсів на крутизну фронтів, та збільшення і зменшення трикутного сигналу.

Рис. 6.8. Схема генератора прямокутних і трикутних імпульсів

Рис. 6.9. Схема мультивібратора з регульованою скважністю

2.16. Відкрити файл “cycl_var.ca3”, що моделює генератор прямокутних імпульсів (мультивібратор) зі змінною скважністю прямокутних імпульсів (Рис. 6.9.).

2.17. Враховуючи принцип роботи схеми, зображеної на (Рис. 6.7), пояснити, як змінюється скважність імпульсної послідовності при підключенні до опору R₁ спочатку позитивної (позиція 1), а потім негативної (позиція 2) напруги. Перевірити ваші висновки експериментально.

3. Зміст звіту

Зміст має містити:

• Мету роботи;

• схеми кожного типу ОП і результати експериментів;

• розрахунки W(p), К(ω) і φ(ω) для аперіодичної ланки 1-го порядку;

• графіки К(ω) і φ(ω) (як розрахункові, так і експериментальні);

• схеми досліджених генераторів, відповідні осцилограми роботи й опис принципу функціонування кожної схеми;

• висновки щодо досліджених схем і загальні висновки по роботі.