23049

Схеми на операційних підсилювачах. Інвертуюче увімкнення ОП

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Завдяки своєму високим коефіцієнту підсилення та вхідному опору а також низькому опору вихідному операційні підсилювачі ОП дуже широко застосовуються у схемотехніці особливо в мішаних аналоговоцифрових схемах. Додавши до ОП коло зворотнього звязку можна отримати підсилювач практично з будьяким коефіцієнтом підсилення. Коефіцієнт підсилення такої схеми у межах лінійності ОП рівний Rc Rin. Параметри ОП дозволяють добирати Rc та Rin у широкому діапазоні опорів отримуючи різні коефіцієнти підсилення.

Украинкский

2015-01-19

2.04 MB

1 чел.

Лабораторна робота № 10

з курсу "Схемотехніка"

Схеми на операційних підсилювачах.

Завдяки своєму високим коефіцієнту підсилення та вхідному опору, а також низькому опору вихідному, операційні підсилювачі (ОП) дуже широко застосовуються у схемотехніці, особливо в "мішаних" аналогово-цифрових схемах. Додавши до ОП коло зворотнього зв'язку, можна отримати підсилювач практично з будь-яким коефіцієнтом підсилення.  

 

1. Інвертуюче увімкнення ОП

На рис. 1 зображено інвертуюче увімкнення ОП, яке є найбільш поширеним на практиці.

рис. 1

 Коефіцієнт підсилення такої схеми у межах лінійності ОП рівний  -Rc / Rin. Зокрема, у схемі на рис. 1 він дорівнює -10. Параметри ОП дозволяють добирати Rc та Rin у широкому діапазоні опорів, отримуючи різні коефіцієнти підсилення. До точки X можна підключати декілька вхідних джерел типу Vin-Rin. У цьому випадку вихідний сигнал буде пропорційний сумі вхідних сигналів із відповідними коефіцієнтами. Таким чином здійснюється аналогове підсумовування сигналів (див., наприклад, рис.2). 

рис. 2

2. Генератор майже гармонічних сигналів на ОП

рис. 3

 

На рис.3 зображено схему генератора НЧ коливань на ОП. У колі зворотнього зв'язку цієї схеми знаходиться коло, що повертає фазу сигналу певної частоти на протилежну. Для інвертуючого увімкнення ОП це забезпечує позитивний зворотній зв'язок на цій частоті. Оскільки цей генератор має жорстке самозбудження, у схемі передбачено пускове джерело Vstart. Це джерело описується стандартною моделлю VPULSE. Зазначимо, що RC-генератори генерують квазігармонічний сигнал, оскільки у їхньому складі немає резонансних кіл.

Лабораторне завдання

1. Введіть у Schematics схему рис.1.  Вважайте, що амплітуда вхідного сигналу  1 В . Задайте завдання на моделювання перехідного процесу і проведіть його. У Probe виведіть епюри вхідної та вихідної напруг та поясніть ці залежності.

2. Збільшіть амплітуду вхідної напруги до 5 В. Чим викликаються зміни у формі вихідного сигналу?

3. Оцініть максимальний коефіцієнт підсилення ОП. Для цього задайте опір зворотнього зв'язку Rc досить великим (~1 МОм), і послідовно рівною мірою зменшуйте амплітуду Vin та опір Rin. Коли при цьому коефіцієнт підсилення перестане змінюватися, це і буде максимальний коефіцієнт підсилення ОП. Середнє значення вихідного сигалу може при цьому зсунутися, бо при великих коефіцієнтах підсилення схема потребує додаткового балансування.

4. Оцініть вихідний опір ОП. Для цього послідовно зменшуйте опір навантаження Rb, який під'єднаний паралельно до виходу ОП. Коли при цьому амплітуда вихідного сигналу зменшиться вдвічі, значення Rb буде приблизно рівним вихідному опірові ОП. Форма вихідного сигалу може при цьому спотворитися, оскільки дуже малі опори навантаження порушують лінійність ОП.

5. Оцініть вхідний опір ОП. Для цього послідовно рівною мірою  збільшуйте опір зворотнього зв'язку Rc та амплітуду Vin, задавши опір  Rin досить малим (~10 Ом. Коли при цьому Rc стане порядку вхідного опору ОП, середнє значення вихідного сигналу помітно зсунеться. Така оцінка є досить грубою.

6. Як відомо, у спектрі прямокутних імпульсів присутні лише непарні гармоніки із амплітудами, обернено пропорційними номерам цих гармонік. Використавши ОП як аналоговий суматор, отримайте на виході суму двох, трьох та чотирьох перших непарних гармонік. Для випадку 4 перших гармонік повинна вийти схема подібна до рис.2

8. Введіть у Schematics схему автогенератора (рис.3).  Вважайте, що амплітуда пускового сигналу  1 В, тривалість імпульсу 10 мс, його період  1000 мкс. Тривалості фронту і спаду імпульсу задайте дуже малими, наприклад по 0.1 нс.  Затримка може бути рівною тривалості імпульсу, тобто складати 10 мс.  Задайте завдання на моделювання перехідного процесу і проведіть його. У Probe виведіть епюри пускової та вихідної напруг та поясніть ці залежності.

9. Збільшіть у 100 разів значення R1-R3, відповідно зменшіть C1-C3 і повторіть моделювання. Поясніть зміни у формі вихідних імпульсів.

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

26376. Вероятностные модели 47.5 KB
  Моделирование случайных процессов мощнейшее направление в современном математическом моделировании. При компьютерном математическом моделировании случайных процессов нельзя обойтись без наборов так называемых случайных чисел удовлетворяющих заданному закону распределения. Если он помог в чемто мы говорим повезло если оказался не в нашу пользу то сокрушаемся не судьба Многие ученые занимались изучением закономерностей случайных событий. Смоделируем ситуации которые в теории вероятности получили название случайных блужданий.
26377. Понятие модели, моделирования 94 KB
  Вначале понятие модель относилось только к материальным объектам как например манекен модель человеческой фигуры чучело модель животного модели автомобилей самолетов и т. Чертежи рисунки карты – это тоже модели но они соответствуют более высокой степени абстрагирования от оригинала поэтому их модельные свойства были осознаны намного позже. В настоящее время понятие модели расширилось оно включает и реальные и так называемые идеальные модели например математические модели.
26378. Виды моделирования 37 KB
  Например можно выделить следующие виды моделирования: Информационное моделирование Компьютерное моделирование Математическое моделирование Математикокартографическое моделирование Молекулярное моделирование Цифровое моделирование Логическое моделирование Педагогическое моделирование Психологическое моделирование Статистическое моделирование Структурное моделирование Физическое моделирование Экономикоматематическое моделирование Имитационное моделирование Эволюционное моделирование ИНФОРМАЦИОННОЕ В своей деятельности человек...
26379. Классификация моделей 73 KB
  Модель называется статической если среди параметров участвующих в ее описании нет временного параметра. Статическая модель в каждый момент времени дает лишь фотографию системы ее срез. Закон Ньютона F=am это статическая модель движущейся с ускорением a материальной точки массой m. Эта модель не учитывает изменение ускорения от одной точки к другой.
26380. Модели предметные (материальные) и модели информационные 33.5 KB
  Предметные модели воспроизводят геометрические физические и другие свойства объектов в материальной форме глобус анатомические муляжи модели кристаллических решеток макеты зданий и сооружений и др. Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме. Образные модели рисунки фотографии и др.
26381. Мочевыводящие пути 22 KB
  Топографически он имеет 3 части: брюшная – лежит ретроперитониально направляется в мочеполовой складке у самцов вместе с семяпроводом ко входу в тазовую полость; тазовая – покрыта адвентицией доходит до лонной области и здесь впадает в дорсальную стенку мочевого пузыря вблизи его шейки формируя на слизистой пузырный треугольник; внутрипузырная – следует между слизистой и мышечной оболочкой мочевого пузыря что препятствует обратному току мочи. Стенка мочевого пузыря: слизистая – переходный эпителий мышечная – гладкая мускулатура...
26382. Мышцы глазного яблока и век 20.5 KB
  В толще век располагаются пучки поперечноисчерченных волокон круговой мышцы век m. Глазные мышцы в количестве 7 расположены внутри периорбиты плотный фиброзный мешок край которого закреплён по краю орбиты а вершина – в области зрительного отверстия. retractor bulbi а снаружи от него – 4 прямые глазничные мышцы m. Косые глазные мышцы m.
26383. Наружные половые органы самцов 21.5 KB
  Сливаясь образуют корень пениса radix penis а он продолжается в длинное тело. Заканчивается головкой glans penis в области которой имеется мочеполовой отросток или отверстие. У плотоядных здесь – кость os penis.
26384. Автономная (вегетативная) нервная система 20 KB
  Обеспечивает растительные функции организма пищеварение дыхание мочевыделение размножение. Осуществляет метаболическое осуществление соматической функции прежде всего двигательные функции.