20922

ДОСЛІДЖЕННЯ ІНТЕГРАТОРА

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Експериментальне визначення перехідних характеристик інтегратора рис. Натисніть кнопку 20 сек панелі і кнопку С1 Інтегратор відлічуючи по секундоміру стенду час за допомогою U вих виконайте вимірювання зміни в часі вихідної напруги інтегратора. побудуйте перехідні характеристики інтегратора.

Украинкский

2013-08-01

184 KB

12 чел.

 

Лабораторна робота №8

ДОСЛІДЖЕННЯ   ІНТЕГРАТОРА

Мета роботи: ознайомитися з роботою інтеграторів, побудованих на операційному підсилювачі.

8.1. Порядок виконання роботи

Робота виконується на стенді ЭС23.

  1.  Експериментальне визначення перехідних характеристик інтегратора (рис.8.1.).

??

Рис.8.1.

       1.1. Встановіть змінну пластину №5.2. Включіть стенд

.

1.2. Натисніть кнопку «20 сек» панелі і кнопку «С1» «Інтегратор», відлічуючи по секундоміру стенду час,  за допомогою «U вих» виконайте вимірювання зміни в часі вихідної напруги інтегратора. Результати занесіть в табл.8.1

Таблиця 8.1

T,c

0

4

8

12

16

20

24

28

30

32

36

40

Uвих

(С1)

Uвих

 (С2)

1.3. На панелі «інтегратор» натисніть кнопку «С2» і повторіть дію п.1.2

1.4. За даними табл.8.1. побудуйте перехідні характеристики інтегратора.

2. Спостереження за роботою інтегратора в режимі періодичного сигналу на вході.

2.1. Підключіть до клеми «1» панелі «Інтегратор» осцилограф. Натисніть кнопку «   »        на цій панелі. Спостерігайте та накресліть осцилограму.

2.2. Підключіть осцилограф до клеми «2» панелі «Інтегратор».  Спостерігайте та накресліть  осцилограму.

Стислі теоретичні відомості

Інтегрування  електричних сигналів здійснюється електронними вузлами, в яких негативний зворотний зв'язок вводиться за допомогою електричних кіл з ємностями. Такі вузли називаються інтеграторами. Схеми простих інтеграторів показані на рис. 8.2.а  і 8.2.б.  Інтегратор на рис. 8.2.а називається інвертуючим, на рис. 8.2.б неінвертуючим.

В івертуючому інтеграторі так само як і в інвертуючому підсилювачі наявність негативного зворотного зв'язку призводить до того, що  на обох входах ОП однакова напруга, а вхідна і вихідна напруга мають завжди протилежні полярності.

    а)             б)

    Рис.8.2.

Значення струму, що протікає через конденсатор, визначається виразом:

.

     Слід нагадати, що вхідний струм ОП завжди значно менший струму,

 який тече колом зворотнього зв′язку.     Через це струм конденсатора дорівнює  струму, що протікає  через опір R, тому:

.

 З цієї формули можна одержати рівняння, яке з’єднує  вхідну Ux і вихідну Uy напруги інтегратора:

.

Як відомо, геометрично інтеграл можна інтерпретувати як площу фігури, утвореної графіком підінтегральної  функції і віссю абсцис. Ця площа називається вольт-секундною, якщо підінтегральна функція є залежністю напруги від часу. Отже, вихідна напруга інтегратора пропорційна вольт- секундній площі вхідної напруги.

Виходячи з цього, можна легко одержати графік перехідної характеристики інтегратора (рис.8.3.), тобто залежності його вихідної напруги від часу у випадку, якщо вхідна напруга є одиничним стрибком нескінченної тривалості

     Рис.8.3.

Швидкість зміни вихідної напруги пропорційна амплітуді напруги Ux і обернено пропорційна до добутку RC:

. Вихідна напруга інтегратора незмінна, тільки якщо вхідна напруга дорівнює

нулеві. Ця властивість інтеграторів широко використовується в електронних системах автоматичного регулювання.

         Роботу неінвертуючого інтегратора ( Рис. 8.2 б ) розглянемо враховучи .що ОП охоплений негативним зворотним зв′язком,  а тому на обох входах ОП напруга дорівнює UX.

/

          Струм через конденсатор матиме таку залежність від вхідної та вихідної  напруг:

                                 IC = C .

           Оскільки по резистору R та конденсатору С протікає один і той же  струм  (вхідним струмом ОП нехтуєм )

                                 UX  = IC  R.

            З цього витікає такий вираз:

                                  UX = RC - RC 

             І  тому      UУ   =    +   UX

          Вихідна напруга неінвертуючого інтегратора пропорційна сумі вхідної напруги та інтеграла від неї.

В разі потреби повернути вихідну напругу інтегратора Uy до нульового значення необхідно розрядити конденсатор С. Для  цього в інтеграторах передбачають включені паралельно конденсатору  електронні ключі, відкриваючи які можна достатньо швидко розрядити конденсатор. Якщо операція обнулення Uy виконується не дуже часто, замість електронного ключа можна використовувати контактний пристрій.

Питання  для самоперевірки

  1.  Поясніть назву інтеграторів, зображених на рис.8.2,а,б.
  2.   Спробуйте пояснити принцип роботи інтегратора.

3. По яким   законам змінюється напруга на конденсаторі, який заряджається від джерела постійного струму або від джерела постійної напруги?

4. Яка характеристика називається перехідною?

5. Від чого залежить нахил перехідної характеристики інтегратора?

6. Що називають «вольт-секундною площею»?

7. Чим відрізняється робота інвертуючого інтегратора від роботи неінвертуючого ?

 

            


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

78128. ПЛАНИРОВАНИЕ ИНЖЕНЕРНОГО АНАЛИЗА ПРИ СОЗДАНИИ УСТРОЙСТВ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ В СИСТЕМЕ «КОЛЕСО-РЕЛЬС» 161.5 KB
  Внедрение асинхронных тяговых электродвигателей и систем управления обеспечивающих регулирование осевого тягового усилия для каждой оси в соответствии с предельными возможностями по условию сцепления также не является исчерпывающим решением проблемы в связи с тем...
78130. ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ МОДЕРНИЗАЦИИ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ МНОГОКВАРТИРНЫХ ЖИЛЫХ ДОМОВ В Г.ОРЛЕ 67 KB
  Для повышения энергоэффективности при модернизации систем теплоснабжения необходимо внедрять разработку научных основ технических решений и опытно-конструкторской документации с использованием комплексного автоматического регулирование параметров теплоносителя...
78131. Определение энергоэффективных режимов резания многослойных материалов гидроабразивной струей 286.5 KB
  Одной из ключевых экологически чистых технологий радикально решающей вопросы производства деталей из любых материалов является гидроабразивное резание. Явные преимущества этой технологии обеспечили ее внедрение на многих предприятиях страны.
78133. Адекватность инноваций 44.5 KB
  Адекватность доказывают методом тождественности эквиваленту исследуемой модели итерационным анализом или оптимизации. Метод тождественности математических моделей доказывает адекватность математической модели физике явления и процессам преобразования физической модели...
78134. Оценка поврежденности адгезионного контакта упругих тел 136 KB
  В основу рассуждений кладутся энергетические представления – величина площади контакта соответствует минимуму потенциальной энергии системы контактирующих тел. Причинами являются загрязнение поверхности контакта и неполнота контакта слоев и связанные с физической природой...
78135. СНИЖЕНИЕ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ ПУТЕМ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОТИВОБОКСОВОЧНЫХ УСТРОЙСТВ В СИСТЕМЕ «КОЛЕСО-РЕЛЬС» 152 KB
  Рассмотрена задача снижения потерь энергии вследствие скольжения колеса по рельсу. Появилась новая проблема: фрикционные автоколебания возникающие при боксовании могут вызывать повреждения механизмов передачи тяги от ТЭД к колесам.
78136. Перекрытия. Требования, предъявляемые к перекрытиям 1.3 MB
  Требования предъявляемые к перекрытиям. Перекрытия являются одновременно несущими и ограждающими элементами зданий. Перекрытия вместе тем являются горизонтальными диафрагмами связывающими между собой вертикальные несущие конструкции и обеспечивающие устойчивость здания в целом. Кроме того перекрытия подвергаются также воздействиям связанным с эксплуатацией здания эксплутационная влага ударный и воздушный звук и т.