Материал: mulp (1)

Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ

Таблица 18.2

Подготовка к работе

Проработав теоретический материал, ответить на вопросы.

1.Что представляет собой интегрирующий ОУ?

2.Фильтром каких частот является интегрирующий ОУ?

3.Что такое амплитудно-частотная характеристика усилителя?

4.Как и почему изменяется коэффициент усиления интегрирующего ОУ при изменении частоты?

Программа работы

1.Собрать электрическую цепь интегрирующего ОУ по схеме

рис. 18.3, используя данные для сопротивления RВХ и емкости С согласно варианту из табл. 18.1.

2.Исследуемую цепь подключить к источнику прямоугольного напряжения. Вольтметры переключить на измерение переменного на-

пряжения. Установить частоту f = 0,5 кГц и с помощью первого вольтметра установить значение напряжение U1 согласно варианту.

3. К первому каналу осциллографа подключить входное напряжение. Второй канал осциллографа подключить на выход ОУ и отрегулировать его так, чтобы на экране было изображение не менее одного периода напряжения. Записать масштабы времени mt и напряжения mu1 и mu2. Скопировать осциллограмму входного и выходного напряжений

(рис. 18.5).

111

Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ

Рис. 18.5

4.Для получения амплитудно-частотной характеристики ОУ необходимо зафиксировать значения выходного напряжения с помощью второго вольтметра при плавном изменении частоты входного напряжения. Результаты внести в табл. 18.3.

5.По результатам измерений п. 4 вычислить коэффициент усиления интегрирующего ОУ по формуле (18.1). Построить амплитудночастотную характеристику ОУ ku (f ) .

112

Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ

6. Подключить исследуемую цепь к гармоническому сигналу

с шумом (рис. 18.4), используя данные из табл. 18.2 согласно принятому варианту. Сопротивление RВХ=700 Ом, С=4.7 мкФ.

7. Отрегулировать осциллограф так, чтобы на экране было изображение не менее одного периода напряжения. Записать масштабы времени mt и напряжения mu1 и mu2. Скопировать осциллограмму входного и выходного напряжений (рис. 18.5). По осциллограмме выходного

напряжения определить его действующее значение Uвых umax2 .

8.По результатам измерений п. 7 вычислить коэффициент усиления интегрирующего ОУ по формуле (18.1). Результаты расчетов внести

втабл. 18.4.

9.Повторить вычисления п. 7 и п. 8, увеличивая частоту f1 с шагом 10 Гц (4–5 опыта).

Таблица 18.4

f1

ku( f1)

Uвых

U1

10. Проанализировать полученные результаты и сформулировать выводы по работе.

Содержание отчета

1.Наименование и цель работы.

2.Схема электрической цепи.

3.Ответы на вопросы подготовки к работе.

4.Осциллограммы входного и выходного напряжения (п. 3).

5.Табл. 18.3. Пример расчета к таблице.

6.Амплитудно-частотная характеристика ОУ ku (f ) .

7.Осциллограммы входного и выходного напряжения (п. 7).

8.Табл. 18.4. Пример расчета к таблице.

9.Выводы.

Рекомендуемая литература:, [4, с. 431–435], [6, с. 149–152] [7, с.156– 159].

113

Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ

Лабораторная работа № 19. Дифференцирующий операционный усилитель

Цель работы. Исследовать поведение дифференцирующего ОУ в динамике. Построить амплитудно-частотной характеристики.

Пояснения к работе

Операционные усилители (ОУ) представляют собой широкополосные усилители напряжения постоянного тока, которые в определенном частотном диапазоне усиливают также и напряжения переменного тока. Это свойство ОУ используются в схемах фильтров, интегрирующих

идифференцирующих цепей и других устройствах.

i R

Рис. 19.1

Дифференцирующий ОУ (дифференциатор) – это ОУ, напряжение, на выходе которого пропорционально производной входного напряжения. Дифференциатор является усилителем высокой частоты. Принципиальная схема дифференциатора напряжений показана на рис. 19.1.

Напряжения и токи этой схемы связаны уравнениями:

114

Теоретические основы электротехники. Часть 1, 2: методические указания к выполнению лабораторных работ

Схемы электрических цепей

а) Дифференцирование треугольного входного сигнала

Схема электрической цепи для дифференцирующего ОУ показана на рис. 19.2. Выбор ОУ осуществляем так же, как в предыдущей работе

(см. рис. 18.2).

Приборы устанавливаются на измерение переменных величин напряжений. В табл. 19.1 приведены десять вариантов значений сопротивлений и емкостей.

Таблица 19.1

Рис. 19.2

б) Дифференцирование гармонического входного сигнала с шумом

Схема электрической цепи для дифференциатора, на вход которого подается гармонический сигнал с шумом, изображена на рис. 19.3.

Приборы устанавливаются на измерение переменных величин напряжений. В табл. 19.2 приведены параметры схемы для разных вариантов.

115