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

79580. PULKOVO - RUSSIAS MAIN OBSERVATORY 175.09 KB
  Two gret observtories. Greenwich nd Pulkovo occupy leding plce mong the observtories of the world. Pulkovo is situted in hilly re some kilometres from St. You cnt get to Pulkovo by trin: when the rilwy ws being built the stronomers specilly sked tht it should be kepi severl kilometres wy so tht there should be no vibrtion to ffect the sensitive instruments.
79581. FUNDAMENTALS OF THEORY AND PRACTICE OF TRANSLATION 1.44 MB
  Тhe educational material is grouped in topical arrangements and staffed within the case modules’ framework representing the set of submodules enabling one to familiarize the trainees with the theoretical information and to consolidate it in slideshow illustrations, assignments, exercises.
79582. Эмпирическое исследование особенности развития мыслительных процессов детей младшего школьного возраста с задержкой психического развития 2.43 MB
  Целью эмпирического исследования в данной выпускной квалификационной работе является анализ особенностей мышления у детей с задержкой психического развития младшего школьного возраста, и разработать рекомендации для общеобразовательных учреждений о коррекционной работе с детьми с задержкой психического развития.
79583. Розробка ЛОМ для Пологівської філії «Укртелеком» 1.6 MB
  Задачею дипломного проекту є розробка локально-обчислюваної мережі для будинку цеху ТП №13 міста Пологи Запорізької філії ВАТ «Укртелеком». Організаційно-штатна структура підприємства наведена в рисунку 1.1. Локально-обчислювана мережа розробляється на вже існуючих комп’ютерах.
79584. Управление оборотными активами компании на примере ОАО «Кулебакского завода металлических конструкций» 248.26 KB
  Целью работы является: оценка и анализ управления оборотными активами предприятия. Результаты анализа дают ответ на вопрос, каковы важнейшие способы улучшения управления оборотными активами предприятия в конкретный период его деятельности.
79586. Представления студенческой молодежи о брачном партнере (социологический анализ на примере студентов вузов г. Москвы) 3.64 MB
  Среди множества негативных аспектов кризиса брачно-семейных отношений исследователи отмечают: процессы обнищания семьи на духовном уровне, падение качества семейного воспитания; увеличение численности неполных семей, одиноких мужчин и женщин, нивелирование ценности самого института семьи и тому подобное.
79588. Значимые аспекты журналистского расследования 369 KB
  Актуальность темы. Сам жанр журналистского расследования предполагает всестороннее и подробное исследование некой мало изученной, закрытой или тщательно скрываемой темы, в процессе работы над которой приходится преодолевать нежелание определенных структур предоставить интересующую вас информацию.