Общие сведения. Краткие сведения из теории

Краткие сведения из теории

ИССЛЕДОВАНИЕ АНАЛОГОВЫХ УСТРОЙСТВ, СОБРАННЫХ НА МИКРОСХЕМЕ ИНТЕГРАЛЬНОГО ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ

Вопросы для домашней подготовки

Обработка результатов измерений

6.1. Результаты измерений и расчётные значения периодов колебаний должны быть представлены в виде таблицы (рис. 3).

(7)

Используя измеренное значение амплитуды импульсов на выходе ОУ (п.4.1) рассчитать для каждого случая амплитуду напряжения на инвертирующем входе (КТ₁) и сравнить её с экспериментальным значением. Для определения амплитуды необходимо использовать формулу

U_c = U_mR_в /(R_а + R_в),

где R_а – резистор, соединяющий инвертирующий вход с выходом ОУ, а R_в – резистор, соединяющий неинвертирующий вход с общим проводом.

7. Содержание отчёта

Отчёт должен содержать:

7.1. Принципиальную электрическую схему мультивибратора на ОУ.

7.2. Результаты измерений и экспериментальных расчётов в виде таблицы (рис. 3).

7.3. Временные диаграммы напряжений на инвертирующем входе и выходе ОУ, совмещённые во времени.

7.4. Выводы.

8.1. Объяснить принцип работы генератора релаксационных колебаний на операционном усилителе (ОУ).

8.2. Какими параметрами электрической схемы определяется амплитуда и период колебаний мультивибратора?

8.3. От чего зависит стабильность частоты колебаний мультивибратора и каким образом её можно повысить?

8.4. От чего зависит максимально возможная частота колебаний мультивибратора?

8.5. Какую цепь образует выходное сопротивление ОУ и ёмкость внешней нагрузки С ₂ и С ₄?

8.6. Какие другие схемы мультивибраторов Вам известны?

Литература

1. Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Л.: Энергоатомиздат, 1988, с.112-114.

2. Фолкенберри Л. Применение операционных усилителей и линейных ИС. М.: Мир, 1985, с.252-254.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13

Цель и содержание работы

Целью данной работы является получение практических навыков расчёта, монтажа и исследования характеристик электронных схем на основе интегральных операционных усилителей (ОУ). В процессе выполнения работы необходимо:

а) рассчитать параметры схемы и исследовать работу инвертирующего и неинвертирующего усилителей на ОУ;

б) рассчитать частоту колебаний, выполнить монтаж схемы, произвести необходимые измерения параметров RC – генератора с мостом Вина на ОУ;

в) выполнить расчёт электрических фильтров (фильтра низких частот – ФНЧ, фильтра высоких частот – ФВЧ, полосового фильтра – ПФ) с заданными параметрами на ОУ, смонтировать схему, снять основные характеристики;

Операционный усилитель (ОУ) – это дифференциальный усилитель постоянного тока с высоким коэффициентом усиления и несимметричным выходом. Выходное напряжение ОУ ограничено сверху и снизу двухполярным напряжением источника питания (+ U_п и – U_п). Обычно напряжения питания имеют следующие значения: U_{п 1} = +15 В, U_{п 2} = -15 В. В этом случае выходное напряжение изменяется в пределах от +13 В до –13 В. При коэффициенте усиления ОУ лежащем в пределах 10⁴…10⁶ входное напряжение – U_вх = U_вых / К_u будет изменяться соответственно в пределах от ±1,3 мВ до ±13 мкВ. Поэтому такими незначительными изменениями обычно пренебрегают, полагая входные напряжения ОУ одинаковыми, а его входы условно (виртуально) замкнутыми.

Вместе с тем входные токи ОУ, составляющие величину порядка единиц и долей mA, полагают равными 0. Всё это значительно упрощает расчёт усилителей и других устройств на ОУ. При более точных расчётах приходится оценивать погрешности, обусловленные входными токами, конечным значением К_u, напряжением смещения входа (величина напряжения, которое необходимо

приложить к входу ОУ, чтобы напряжение на его выходе было равно 0) и другими параметрами. Для усилителей, работающих в заданной полосе частот, следует учитывать частоту единичного усиления, то есть значение частоты, при которой коэффициент усиления ОУ равен 1, и скорость нарастания выходного напряжения ОУ. При расчёте усилителей постоянного тока и напряжения выбирают ОУ с минимальным напряжением смещения входа и минимальным температурным дрейфом выходного напряжения, приведённым к входу усилителя.

Дата добавления: 2015-05-06