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

75955. РФ и постсоветское пространство – состояние отношений и основные задачи 22.28 KB
  Интеграция в рамках СНГ стала приоритетным проектом в условиях глобального кризиса 2008–2009 гг. В новой версии Концепции внешней политики РФ прописано что Приоритетными направлениями развитие двустороннего и многостороннего сотрудничества с государствами участниками СНГ дальнейшее укрепление СНГ основы углубления регионального взаимодействия его участников имеющих не только общее историческое наследие но и обширный потенциал интеграции в различных сферах. Россия выстраивает дружественные отношения с каждым из государств ...
75956. Сентябрьско-октябрьский кризис 1993: истоки и пути решения 15.95 KB
  были внесены многочисленные поправки ограничивавшие полномочия президента. на VII съезде народных депутатов заставили президента убрать из правительства Е. Степанков осудили действия президента. пытался отрешить президента от должности но должного количества голосов не набралось.
75957. События 19-21 августа 1991 г. и их историческое последствия 19.25 KB
  Августовский путч попытка отстранения Михаила Горбачева с поста президента СССР и смены проводимого им курса предпринятая самопровозглашенным Государственным комитетом по чрезвычайному положению ГКЧП 19 августа 1991 года. Почему 20 августа – День Путча 20 августа – день подписания подписание нового Союзного договора согласно которому вместо СССР создавалась конфедерация Союз Советских Суверенных Государств ССГ. 22 августа все члены ГКЧИ были арестованы Пуго – самоубийство Приостановлено действие компартии РСФСР Горбаче снимает с...
75959. Становление новых государственных институтов в РФ в конце 20 веке 20.83 KB
  Правительство Российской Федерации. Исполнительную власть Российской Федерации осуществляет Правительство Российской Федерации. Правительство Российской Федерации состоит из Председателя Правительства Российской Федерации заместителей Председателя Правительства Российской Федерации и федеральных министров. Председатель Правительства Российской Федерации назначается Президентом Российской Федерации с согласия Государственной Думы.
75960. Становление современного российского парламентаризма. Думские выборы 1993 и 1995 годов: сравнительный анализ 22.11 KB
  Утвердившийся в 1917 году коммунистический строй на 70 лет прервал формирование в нашей стране демократических институтов, пресек развитие парламентаризма. И все же ростки политической демократии и парламентаризма не были полностью искоренены...
75961. Формирование «олигархических групп», эволюция их отношений с государством в России 26.8 KB
  Сейчас он означает небольшую группу финансовых магнатов Большую Восьмерку или Семь Банковских Баронов состоящих в тесных отношениях с президентом и правительством и оказывающих на них влияние. За термином олигархия скрывается некоторая неловкость реальной ситуации: доминирующее положение небольшого числа финансовых групп благодаря симбиозным отношениям с администрацией президента. Рассматривая политическую роль финансовых групп в ельцинской системе и фазы их развития можно отметить что изза слабости органов представительной власти и...
75962. Характерные черты становления рыночной экономики в РФ 19.88 KB
  Черты становления рыночной экономики в России: отечественный экономист А. Смирнов на долю частной собственности в экономике России в 1914 г. В России даже в период промышленного подъема 1909 1913 гг. Значительно выросла доля России в мировом промышленном производстве накануне Первой мировой войны она занимала пятое место в мире после США Германии Англии Франции.
75963. Эволюция партийно-политической системы РФ в начале 21 века 18.23 KB
  Резкий рост численности партий. При этом реальное влияние на политический процесс, включая законотворческую деятельность, оказывали не более пяти-шести партий. Как показала практика избирательных кампаний, многие партии изначально создавались для сугубо политтехнологических целей