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

13 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

60283. Державні і народні символи України, та їх історичне походження 60 KB
  Мета. Ознайомити дітей з національними та народними символами України; формувати національну свідомість школярів; виховувати почуття любові до своєї землі; виховувати патріотів рідної держави, повагу до її символів, розширювати пізнавальні інтереси школярів.
60284. Внеклассное мероприятие: За здоровый образ жизни 159.5 KB
  Цель: научить детей вести здоровый образ жизни Задачи: пропаганда здорового образа жизни; закрепление знаний правил личной гигиены; развитие общей культуры личности учащихся, расширение кругозора...
60285. Свято «У чистій воді риби багато, у доброзичливої людини друзів багато» 141.5 KB
  Мета: шляхом створення психологічних ситуацій вибору підвести учнів з мовленевими вадами до розуміння важливості взаємодопомоги в колективі; сприяти створенню дружнього дитячого колективу, виховувати чемне ставлення учнів одне до одного.
60286. Урок мужества: «Эхо победы» 108 KB
  Выходит 1 группа детей: Отгремели давно залпы наших орудий А в воронке от бомбы трава мурава Но войну не забыли суровые люди И смеются сквозь слезы Ведь память жива Они помнят походы и дальние страны И простые от сердца народа слова.
60287. Корисні і шкідливі звички 54 KB
  Мета: Поглибити знання учнів про корисні та шкідливі звички; виховувати негативне ставлення до шкідливих звичок бажання вести здоровий спосіб життя. Є звички квітки звички як дуби є гарні звички звички є погані.
60288. ДО СВИДАНИЯ, ОСЕНЬ! 65 KB
  Отгадать загадку просит: Кто художник этот 1 Кто сегодня в парке нашем Листья красками раскрасил И кружит их с веток сносит Это наступила осень 2 От дождя деревья мокнут Лужи всё никак не сохнут.
60289. Сценарій математичного свята “Веселі змагання” 172.5 KB
  Діти ви захочете допомогти принцесі і визволити її з полону Для цього треба розвязати математичні завдання. А на дверях 10 замків щоб зняти замки треба їх розкодувати а для цього розвязати певні завдання.
60290. Класифікація та причини виникнення надзвичайних ситуацій мирного часу 99 KB
  Надзвичайні ситуації природного характеру розрізняють на: ситуації 1 Геологічного походження землетруси обвали природного 2 Мете реологічного смерчі бурі урагани зливи ожеледь морози характеру...