Порядок выполнения работы. 1. Принципиальные электрические схемы собираемых устройств и расчеты номиналов элементов схем

Литература

Цель работы

Содержание отчета

1. Принципиальные электрические схемы собираемых устройств и расчеты номиналов элементов схем.

2. График зависимости коэффициента усиления от частоты для полосового фильтра.

3. Выходная осциллограмма для генератора сигналов

4. Выводы и заметки по проделанной работе.

Приложение 11.1.

Усилители, имеющие избирательные свойства, условно подразделяют на фильтры низких и высоких частот, а также полосовые и режекторные (заграждающие). Фильтры низких и высоких частот соответственно пропускают только низкие или только высокие частоты, полосовые и режекторные обеспечивают пропускание или непропускание сигналов определенных частот.

Под активными фильтрами обычно понимают электронные усилители, содержащие RС-цепи, включенные так, что у усилителя появляются избирательные свойства. При их применении удается обойтись без громоздких, дорогостоящих и нетехнологичных катушек индуктивности и создать низкочастотные фильтры в микроэлектронном исполнении, в которых основные параметры могут быть изменены с помощью навесных резисторов и конденсаторов.

Рис. 11.3. а) активный фильтр нижних частот (ФНЧ);
б) активный фильтр верхних частот (ФВЧ)

Простейшие фильтры высоких и низких частот показаны на рис. 11.3, а, в. Не сложно заметить, что представленные схемы являются продолжением развития простейших интегрирующей и дифференцирующей схем на ОУ.

При объединении фильтров низких и высоких частот (рис. 11.3, а, в) получается полосовой фильтр (рис. 11.4, а), имеющий ЛАЧХ (рис. 11.4,б).

Рис. 11.4. а) активный фильтр нижних частот (ФНЧ);
б) активный фильтр верхних частот (ФВЧ)

Простейшие активные фильтры имеют малую крутизну спада ЛАЧХ, что свидетельствует о плохих избирательских свойствах. Для улучшения избирательности нужно повышать порядок передаточных функций за счет введения дополнительных RC-цепей или последовательного включения идентичных активных фильтров. На практике наиболее часто используют ОУ с цепями ОС, работа которых описывается уравнениями второго порядка. При необходимости повысить избирательность системы отдельные фильтры второго порядка включают последовательно.

Активные фильтры низких, высоких частот и полосовой фильтр второго порядка приведены на рис. 11.5, а, б, в. У них при соответствующем подборе номиналов резисторов и конденсаторов наклон асимптот 40 дБ/дек.

Рис. 11.5. а) ФНЧ второго порядка; б) ФВЧ второго порядка;
в) полосовой фильтр второго порядка.

Причем, как видно из рис. 11.5, а, б, переход от фильтра низких к фильтру высоких частот осуществляется заменой резисторов на конденсаторы, и наоборот. В полосовом фильтре имеются элементы фильтров низких и высоких частот. Передаточные функции этих фильтров соответственно равны:

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №12.
«Стабилизаторы напряжения и источники питания»

Познакомиться с применением операционных усилителей в схемах питания.

1. Остапенко Г.С. Усилительные устройства: Учеб. пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1989.

2. Алексенко А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых схем, М.: Радио и связь, 1985.

3. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. Т. 1, М.: Мир, 1984. 12.3. Оборудование

Осциллограф, мультиметр.

Паяльник (40 Вт), инструмент, провода медные.

1. Изучите принцип работы компенсационного стабилизатора напряжения на базе ОУ (Приложение 12.1).

2. Соберите компенсационный усилитель (рис.12.1), и исследуйте ее работу, изменяя в небольших пределах входное напряжение, пронаблюдайте изменение выходного напряжения. Сделайте выводы.

Рис.12.1. Компенсационный стабилизатор на ОУ

Приложение 12.1.

На рис. 12.2 приведена одна из простейших схем компенсационных стабилизаторов, в котором нагрузка подключена к источнику входного напряжения через регулирующий нелинейный элемент, транзистор V. На базу транзистора через ОУ подается сигнал ОС. На вход ОУ поступают напряжения с высокоомного резистивного делителя U_выхR₂/(R₁+R₂) и эталонное (опорное) напряжение U₀.

Рис. 12.2. Компенсационный стабилизатор напряжения.

Рассмотрим работу стабилизатора. Предположим, что увеличилось напряжение U_вх, вслед за ним возрастает и U_вых. При этом на инвертирующий вход ОУ подается положительное приращение напряжения, а на выходе ОУ возникает отрицательное приращение напряжения. К управляющему эмиттерному переходу транзистора V приложена разность базового и эмиттерного напряжений U_б – U_вых. В рассматриваемом нами режиме ток транзистора V уменьшается и напряжение U_вых снижается почти до первоначального значения. Аналогично будет отработано изменение U_вых при увеличении или уменьшении R_н: изменится U_вых, возникнет ΔU_бэ соответствующего знака, изменится ток транзистора I_вых.

В качестве источника опорного напряжения в компенсационном стабилизаторе используют схему параметрического стабилизатора на полупроводниковом стабилитроне (см. рис. 5.11). Стабильность U₀ очень высока, так как в процессе работы режим работы стабилитрона практически не изменяется и ток через него стабилен.

Компенсационные стабилизаторы напряжения выпускаются в виде ИМС, которые включают в себя регулирующий нелинейный элемент, транзистор V, ОУ и цепи, связывающие нагрузку с его входом.

Дата добавления: 2015-05-06