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

39286. Двусвязные списки 62.59 KB
  Состав списка и структуры, которая является одним из полей списка, задается программистом. Пользователь вводит информационные поля списка. Условия для обработки – элементы списка, в которых значение поля «goals» поля «info» больше значения, заданного пользователем. Также возможна сортировка исходного списка, заключающаяся в распределении элементов списка в порядке возрастания или убывания значений одного из полей
39287. Рекурсия 24.35 KB
  Описание переменных главной функции Имя переменной Тип переменной Назначение [100] int массив чисел ni int вспомогательные переменные Краткое описание алгоритма 1Пользователь вводит количество элементов в массиве 2Программа заполняет массив случайными элементами 3Программа выводит сумму элементов массива Код программы на языке C С include locle include stdio.h int summint N int [100]; int in [100]; void min { setlocleLC_CTYPE russin ; clrscr; printf nКоличество элементов массива...
39288. Односвязные списки 131.45 KB
  Пользователь вводит информационные поля в массив структур. Условия для обработки – поиск элементов списка по значению одного из полей, вывод информационных полей структур Описание структуры для формирования списка приведено в следующем пункте.
39291. Изготовление железобетонных подкрановых балок 274.58 KB
  Эффективность применения бетона в современном строительстве в значительной мере определяется темпами производства железобетонных изделий. Решающим средством ускорения твердения бетона в условиях заводской технологии сборного железобетона является. тепловая обработка сборного железобетона является. На тепловуюобработку расходуется до 70 всей тепловой энергии на производство сборного железобетона.
39292. Технология изготовления железобетонных плит 458.5 KB
  Для производства изделия назначим следующий тепловой режим: Предварительная выдержка 2 часа; Подъем температуры 3 часа; Изотермическая выдержка 5 часов; Время охлаждения 2 часа. Качественную характеристику скорости изменения температуры тела при неустановившемся режиме учитывают критериальным комплексом Фурье: где  продолжительность нагрева охлаждения ч; R определяющий размер изделия м; a коэффициент...