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

15148. Сергей Юльевич Витте 181.49 KB
  Сергей Юльевич Витте Происходит из голландской семьи переселившейся в Прибалтику ещё во времена владычества шведов и получившей потомственное дворянство в 1856. Православный. Родился 17 июня 1849 в Тифлисе. Его отец Юлий Федорович Витте 1814 1867 член совета к
15149. Петр I и русская культура 94.4 KB
  Петр I и русская Культура 1. Культура России накануне вступления Петра на престол В конце ХVII века когда на русском престоле оказался молодой царь Петр I наша страна переживала переломный момент своей истории. В России в отличие от западноевропейск...
15150. Внешняя политика СССР в 30 годы 259.99 KB
  Внешняя политика СССР в 30 года. После прихода Гитлера к власти Сталин резко изменил традиционную советскую политику: если раньше она была направлена на союз с Германией против версальской системы а по линии Коминтерна на борьбу с социалдемок...
15151. Герой нашего времени. Женские образы в романе 17.26 KB
  Женские образы в романе М.Ю. Лермонтова Герой нашего времени. Роман М.Ю. Лермонтова недаром назван Герой нашего времени весь строй произведения его композиция образная система подчинены раскрытию образа Печорина.
15152. Горе от ума. Грибоедов 66.62 KB
  Горе от ума. Грибоедов Комедия Горе от ума держится какимто особняком в литературе и отличается моложавостью свежестью и более крепкой живучестью от других произведений слова. Она как столетний старик около которого все отжив по очереди св
15153. Мнимое и подлинное безумие Чацкого 13.35 KB
  Мнимое и подлинное безумие Чацкого Комедия Горе от ума была написана в 1823 году А.С.Грибоедовым и имела уже тогда огромный успех в читательских кругах не только Москвы но и всей России. При жизни автора Горе от ума не была опубликовано зато многократно переписыва...
15154. Общество в жизни Татьяны, Онегина и автора 16.29 KB
  Общество в жизни Татьяны Онегина и автора Татьяна простая провинциальная девушка она не красавица но задумчивость и мечтательность выделяют ее среди других людей в обществе которых она чувствует себя одиноко так как они не способны понять ее. Дика печальна...
15155. Один в поле воин, если он-Чацкий 21.21 KB
  Один в поле воин если онЧацкий Образ главного героя комедии сочетает в себе все черты идеального человека: высоко развитое чувство собственного достоинства истинная культура и просвещенность нежелание мириться с несправедливым общественным устоем нена
15156. Основные мотивы лирики А.С. Пушкина 34.62 KB
  Основные мотивы лирики А. С. Пушкина Читая лирику А. С. Пушкина великий русский писатель Н. В. Гоголь задался вопросом: €œЧто же стало предметом поэзии А. С. Пушкина€ И сам отвечал: €œВсе стало предметом€. В своем творчестве поэт обращался к темам любви и дружбы его ...