16605

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ, ПОСТРОЕННЫХ НА ОСНОВЕ ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ К140УД1408

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Отчет по лабораторной работе № 1 макет № 18 по дисциплине Электротехника электроника и схемотехника на тему: ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ ПОСТРОЕННЫХ НА ОСНОВЕ ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ К140УД1408 Цель работы Изучение возможностей практическог...

Русский

2013-06-22

336.61 KB

60 чел.

Отчет

по лабораторной работе № 1 (макет № 18)

по дисциплине Электротехника, электроника и схемотехника

на тему: «ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ, ПОСТРОЕННЫХ

НА ОСНОВЕ ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ К140УД1408»

  1.  Цель работы

Изучение возможностей практического использования

операционного усилителя типа К140УД1408; исследование типовых линейных

электронных устройств обработки сигналов, выполненных на базе этого

усилителя.

  1.  Схемы исследуемых устройств

Операционный усилитель (ОУ) - это универсальный электронный элемент,

который используется для создания разнообразных устройств обработки сигналов и аналоговых электронных моделей.

Рис. 2.1. Схема масштабного усилителя на основе ОУ в инвертирующем включении.

Усилительные устройства на базе ОУ используют отрицательную обратную связь (ООС). В ОУ, охваченном отрицательной обратной связью (как показано на рис. 1.2), сигнал, поданный на вход схемы, проходит на инвертирующий вход ОУ через сопротивление R-, усиливается в K0 раз, меняет знак на противоположный и с выхода через резистор обратной связи RОС-  подается обратно во входную цепь. При этом операционный усилитель формирует такое выходное напряжение, которое окажется достаточным для компенсации входного воздействия - так, чтобы в установившемся режиме разность напряжений между двумя входами ОУ (т.н. дифференциальное напряжение - U Д ) оказалась бы равной нулю. Для идеального ОУ компенсация предполагается полной, для реальных ОУ остаточное не скомпенсированное напряжение U Д оказывается хотя и не нулевым, но весьма малым. Эту особенность функционирования ОУ называют свойством «виртуального нуля».

Рис. 2.2. Схема масштабного усилителя в неинвертирующем включении ОУ.

Масштабный усилитель. Практическое использование ОУ как

усилительного устройства затрудняется тем, что значение собственного

коэффициента усиления K 0 обычно оказывается слишком большим для многих

практических приложений. Для того чтобы построить усилитель с любым другим (меньшим, чем K 0 ) значением коэффициента усиления, применяют схемы масштабных усилителей, в которых ОУ может быть включен либо по схеме инвертирующего включения, либо неинвертирующего включения.

Схема масштабного усилителя на ОУ в инвертирующем включении

приведена на рис. 2.1, в неинвертирующем включении - рис. 2.2.

Рис. 2.3. Схема интегрирующего усилителя на основе ОУ.

Рис. 2.4. Схема лабораторного макета.

Электрическая схема лабораторного макета приведена на рис. 2.4. Конфигурация исследуемой схемы на основе ОУ К140УД1408 (DA1) задается переключателями S1 – S5: S1 позволяет задавать инвертирующее либо неинвертирующее включение ОУ; переключатель S2 определяет вид цепи обратной связи ZОС-(jw); переключателем S3 можно выбирать тип частотной коррекции ОУ (простая коррекция осуществляется подключением конденсатора C1 между выводами 1 и 8 микросхемы DA1, сложная схема коррекции включает, помимо C1, еще цепь R7 – C4); переключатель S4 управляет подключением резистивного делителя напряжения R8 – R9 в цепи обратной связи ОУ, S5 позволяет задавать различные сопротивления нагрузки.

В разных сочетаниях S1, S2 и S3 на лабораторном макете можно создавать

следующие схемы:

- масштабного усилителя на основе ОУ в инвертирующем включении;

- масштабного усилителя на основе ОУ в неинвертирующем включении;

- интегрирующего усилителя;

- фильтра высоких частот.

  1.  Результаты отчета

Таблица П1.1

S1

1

2

включения

инвертирующее

неинвертирующее

S2

1

2

1

Вид ОС

ROC– = 22 кОм

ROC– = 100 кОм

ROC– = 22 кОм

UВХ, В

UВЫХ, В

0,002

0,005

0,05

0,022

0,005

0,01

0,04

0,056

0,01

0,02

0,1

0,11

0,02

0,07

0,2

0,225

0,05

0,13

0,5

0,54

0,1

0,21

1

1,2

0,2

0,4

2

2,5

0,3

0,7

3

3,2

0,5

1,1

5

5,4

0,7

1,5

7

7,4

1

2,1

8

8,2

2

4,5

8,6

8,8

5

8

9

9

UВХ, В

UВЫХ, В (теор.)

0,002

0,0044

0,02

0,0064

0,005

0,011

0,05

0,016

0,01

0,022

0,1

0,032

0,02

0,044

0,2

0,064

0,05

0,11

0,5

0,16

0,1

0,22

1

0,32

0,2

0,44

2

0,64

0,3

0,66

3

0,96

0,5

1,1

5

1,6

0,7

1,54

7

2,24

1

2,2

10

3,2

2

4,4

20

6,4

5

11

50

16

Примечание: fВХ=10 Гц; R+= R=10 кОм

Таблица П1.2

S2

1

2

3

Вид ОС

ROC– = 22 кОм

ROC– = 100 кОм

COC– = 0.1 мкФ

S3

1

2

1

2

1

коррекция

простая

сложная

простая

сложная

простая

fВХ, Гц

UВЫХ, В

KU dB

UВЫХ, В

KU dB

UВЫХ, В

KU dB

UВЫХ, В

KU dB

UВЫХ

KUi dB

10

0,17

1,69

2,40

24,68

1,60

21,16

1,55

20,88

2,4000

24,68

20

0,32

7,18

0,76

14,69

1,65

21,43

1,55

20,88

1,2000

18,66

50

0,28

6,02

0,34

7,71

1,65

21,43

1,55

20,88

0,5000

11,06

102

0,34

7,71

0,34

7,71

1,70

21,69

1,55

20,88

0,2400

4,68

3∙102

0,35

7,96

0,34

7,71

1,70

21,69

1,60

21,16

0,0800

-4,86

103

0,32

7,18

0,36

8,20

1,75

21,94

1,65

21,43

0,0240

-15,32

3∙103

0,33

7,45

0,36

8,20

1,50

20,60

1,65

21,43

0,0076

-25,31

104

0,34

7,71

0,37

8,44

0,54

11,73

1,60

21,16

0,0046

-29,67

2∙104

0,34

7,71

0,36

8,20

0,28

6,02

1,40

20,00

0,0046

-29,67

3∙104

0,34

7,71

0,37

8,44

0,18

2,18

1,20

18,66

0,0046

-29,67

5∙104

0,34

7,71

0,36

8,20

0,12

-1,34

0,76

14,69

0,0047

-29,48

105

0,32

7,18

0,37

8,44

0,08

-4,86

0,54

11,73

0,0046

-29,67

2∙105

0,24

4,68

0,36

8,20

0,05

-8,94

0,18

2,18

0,0045

-29,86

fВХ, Гц

KUi dB,

теор.

10

44,04

20

38,02

50

30,06

102

24,04

3∙102

14,50

103

4,04

3∙103

-5,50

104

-15,96

2∙104

-21,98

3∙104

-25,50

5∙104

-29,94

105

-35,96

2∙105

-41,98

Примечание: UВХ = 0.14 В, R+= R=10 кОм


График зависимости UВЫХ от UВХ  с экспериментальными и теоретическими значениями (Включение инвертирующее, Вид ОС – ROC– = 22 кОм)


График зависимости UВЫХ от UВХ  с экспериментальными и теоретическими значениями (Включение инвертирующее, Вид ОС – ROC– = 100 кОм)

График зависимости UВЫХ от UВХ  с экспериментальными и теоретическими значениями (Включение неинвертирующее, Вид ОС – ROC– = 22 кОм)

График зависимости KU dB от f


График зависимости KUi dB от f

Вывод:


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22383. Обратная связь (ОС) в усилителях 154 KB
  Влияние ОС на стабильность Ку Однако уменьшая Ку ООС увеличивает его стабильность. стабильность коэффициент усиления в усилителе с ООС в 1 раз выше чем в усилителе без ООС. Пример Пусть усилитель имеет Ку=100 и охвачен ООС причем коэффициент передачи цепи ОС . Стабилизация коэффициента усиления при введении ООС объясняется тем что увеличение усиления за счет любых причин вызывает возрастание напряжения ОС что вызывает уменьшение входного напряжения т.
22384. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ. ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ. ТИПИЗАЦИЯ СБОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 17.73 KB
  Так например элементы перекрытий и покрытий должны быть прочными и достаточно жесткими чтобы их прогиб не нарушал эксплуатационного режима здания: стены и колонны поддерживающие покрытия должны быть прочными и устойчивыми. Все здания в целом должны обладать пространственной жесткостью т. Здания бывают каркасными и бескаркасными. В бескаркасных зданиях пространственная жесткость создаётся благодаря совместной работе продольных и поперечных стен соединенных покрытиями в единую пространственную систему.
22385. СТАДИИ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 360.47 KB
  2: стадия I до появления трещин в бетоне растянутой зоны когда напряжения в бетоне меньше временного сопротивления растяжению и растягивающие усилия воспринимаются арматурой и бетоном совместно; стадия II после появления трещин в бетоне растянутой зоны когда растягивающие усилия в местах где образовались трещины воспринимаются apматypoй и участком бетона над трещиной а на участках между трещинами арматурой и бетоном совместно; стадия III стадия разрушения характеризующаяся относительно коротким периодом работы элемента когда...
22386. МЕТОД РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ. СУЩНОСТЬ МЕТОДА. ДВЕ ГРУППЫ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ. КЛАССИФИКАЦИЯ НАГРУЗОК. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА 17.19 KB
  Конструкция может потерять необходимые эксплуатационные качества по одной из двух причин: 1 в результате исчерпания несущей способности разрушения материала в наиболее нагруженных сечениях потери устойчивости некоторых элементов или всей конструкции в целом; 2 вследствие чрезмерных деформаций прогибов колебаний осадок а также изза образования трещин или чрезмерного их раскрытия. Строительные конструкции рассчитывают по методу предельных состояний который дает возможность гарантировать сохранение...
22387. ИЗГИБАЕМЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ. РАСЧЕТЫ ПРОЧНОСТИ ПО НОРМАЛЬНЫМ И НАКЛОННЫМ СЕЧЕНИЯМ ЭЛЕМЕНТОВ ПРЯМОУГОЛЬНОГО И ТАВРОВОГО ПРОФИЛЯ. РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНЫХ СТЕРЖНЕЙ 866.99 KB
  РАСЧЕТЫ ПРОЧНОСТИ ПО НОРМАЛЬНЫМ И НАКЛОННЫМ СЕЧЕНИЯМ ЭЛЕМЕНТОВ ПРЯМОУГОЛЬНОГО И ТАВРОВОГО ПРОФИЛЯ. Поперечные стержни сеток распределительная арматура принимают меньших диаметров общим сечением не менее 10 сечения рабочей арматуры поставленной в месте наибольшего изгибающего момента; располагают их с шагом 250 300 мм но не реже чем через 350 мм. Железобетонные балки могут иметь прямоугольные тавровые двутавровые трапецеидальные поперечные сечения рисунок 7.2 Формы поперечного сечения балок и схемы их армирования а прямоугольная;б...
22388. Сжатые и растянутые элементы. Конструктивные особенности. Расчет прочности центрально И Внецентренно растянутых элементов. Расчет внецентренно сжатых элементов таврового и двутаврового сечений 1.23 MB
  Расчет прочности центрально И Внецентренно растянутых элементов. Расчет внецентренно сжатых элементов таврового и двутаврового сечений. НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РАСТЯНУТЫХ И СЖАТЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Сжатые элементы. Конструктивные особенности сжатых элементов К центральносжатым элементам условно относят: промежуточные колонны в зданиях и сооружениях; верхние пояса ферм загруженных по узлам; восходящие раскосы и стойки ферменной решетки.
22389. ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. СОПРОТИВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЮ ТРЕЩИН ЦЕНТРАЛЬНО РАСТЯНУТЫХ, ИЗГИБАЕМЫХ, ВНЕЦЕНТРЕННО СЖАТЫХ И РАСТЯНУТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 101.52 KB
  ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. СОПРОТИВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЮ ТРЕЩИН ЦЕНТРАЛЬНО РАСТЯНУТЫХ ИЗГИБАЕМЫХ ВНЕЦЕНТРЕННО СЖАТЫХ И РАСТЯНУТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. Общие положения Трещиностойкость элементов как условлено ранее это сопротивление образованию трещин в стадии I или сопротивление раскрытию трещин в стадии II.
22390. РАСЧЕТ ПО ОБРАЗОВАНИЮ ТРЕЩИН, НОРМАЛЬНЫХ И НАКЛОННЫХ К ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ ЭЛЕМЕНТА. СОПРОТИВЛЕНИЕ РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ТРЕЩИНАМИ 235.22 KB
  РАСЧЕТ ПО ОБРАЗОВАНИЮ ТРЕЩИН НОРМАЛЬНЫХ И НАКЛОННЫХ К ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ ЭЛЕМЕНТА. СОПРОТИВЛЕНИЕ РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ТРЕЩИНАМИ. Расчет по образованию трещин нормальных к продольной оси элемента Этот расчет заключается в проверке условия что трещины в сечениях нормальных к продольной оси элемента не образуются если момент внешних сил М не превосходит момента внутренних усилий в сечении перед образованием трещин Мcrcт.
22391. КРИВИЗНА ОСИ ПРИ ИЗГИБЕ, ЖЕСТКОСТЬ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА 161.5 KB
  КРИВИЗНА ОСИ ПРИ ИЗГИБЕ ЖЕСТКОСТЬ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА Расчет перемещений железобетонных элементов прогибов и углов поворота связан с определением кривизны оси при изгибе или с определением жесткости элементов. Считается что элементы или участки элементов не имеют трещин в растянутой зоне если при действии постоянных длительных и кратковременных нагрузок с коэффициентом надежности по нагрузке γf= 1 трещины не образуются. Кривизна оси при изгибе и жесткость железобетонных элементов на участках...