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

15270. Построение математической модели электромеханического объекта управления 332 KB
  Лабораторная работа №10 Построение математической модели электромеханического объекта управления по курсу Теория управления вариант 1 Цель работы: изучение математических моделей и исследование характеристик электромеханического объекта управления пост...
15271. Исследование механических характеристик АД с короткозамкнутым ротором 317.01 KB
  2 ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №1 Тема: Исследование механических характеристик АД с короткозамкнутым ротором Цель работы: с помощью приложений ActiveASMA и DynAMA исследовать механические характеристики АД с короткозамкнутым ротором; исследовать зависимости...
15272. Исследование механических характеристик ДПТ с независимым возбуждением в двигательном режиме 904.83 KB
  ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №2 Тема: Исследование механических характеристик ДПТ с независимым возбуждением в двигательном режиме Цель работы: с помощью приложений ActiveASMA и DynAMA исследовать механические характеристики ДПТ с независимым возбуждением получить иск...
15273. Исследование механических характеристик АД с фазным ротором и исследование переходных процессов при его пуске 632.32 KB
  ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №3 Тема: Исследование механических характеристик АД с фазным ротором и исследование переходных процессов при его пуске Цель работы: с помощью приложений ActiveASMA и DynAMA исследовать механические характеристики АД с фазным рото...
15274. ВИВЧЕННЯ ВТРАТ НА ТЕРТЯ В ПІДШИПНИКАХ КОЧЕННЯ 1.39 MB
  Наведено мету лабораторної роботи теоретичні відомості приведено обладнання прилади й інструменти порядок виконання та довідкова література. Дані методичні вказівки допоможуть студентам глибше засвоїти теоретичний матеріал курсу. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №10. ВИВЧ
15275. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ 180 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ Цель: Научиться моделировать локальные сети используя программу для моделирования сетей Packet Tracer 3.1. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ. Для выполнения лабораторной работы по моделированию локальной сети необходимо ...
15276. Основи програмування мовою Асемблер 183.5 KB
  Лабораторна робота № 1 Тема: Основи програмування мовою Асемблер. Мета роботи: Вивчити функціональні можливості середовища емулятора Emu8086. Набути навичок зі складання та налагодження програм мовою асемблер з використанням середовища емулят...
15277. Вивчити програмну модель мікропроцесора і8086 153 KB
  Лабораторна робота № 2 Тема: Основи програмування мовою Асемблер. Мета роботи: Вивчити програмну модель мікропроцесора і8086. Навчитися інтерпретувати стан регістрів мікропроцесора з використанням емулятора. Засвоїти правила запису інформ
15278. Засвоїти способи адресування операндів в мікропроцесорі і8086 161 KB
  Лабораторна робота № 3 Тема: Основи програмування мовою Асемблер. Мета роботи: Засвоїти способи адресування операндів в мікропроцесорі і8086. Набути навичок з використання різних способів адресування операндів при складанні програм мовою асемблера. Ко...