71040

Исследование дифференциального усилителя постоянного тока

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Цель работы: Ознакомиться с принципом работы ДУ выполненного в виде полупроводниковых микросхем. Снять частотную характеристику, снять зависимость между входным и выходным напряжением. Перечень используемого оборудования: Комплект оборудования для проведения лабораторных работ по промышленной электронике К4824...

Русский

2014-11-01

143 KB

11 чел.

Лабораторная работа №2

Исследование дифференциального усилителя постоянного тока.

Цель работы: Ознакомиться с принципом работы ДУ выполненного в виде полупроводниковых микросхем. Снять частотную характеристику, снять зависимость между входным и выходным напряжением.

  1.  Перечень используемого оборудования:
  •  Комплект оборудования для проведения лабораторных работ по промышленной электронике К4824
  •  Техническое описание по эксплуатации К4824

  1.  Краткие теоретические сведения

Дифференциальный усилитель является основой двухвходовых усилителей симметричных и несимметричных сигналов, в том числе операционных усилителей.

Важнейшее требование, которое должно выполняться в схеме дифференциального усилителя, - идентичность параметров элементов, входящих в противоположные его плечи. Небольшие различия характеристик транзисторов и резисторов, образующих этих плечи, после усиления сигнала приводят к недопустимому дрейфу нуля на выходе усилителя.

Uвых

                                             Uсм =

Ку

В дифференциальном каскаде, выполненном на кристалле микросхемы, представляется возможность формирования элементов схемы (транзисторов, резисторов), весьма близких не только по своим параметрам , но и по температурным и другим зависимостям, так как эти элементы выполнены на одном и том же кристалле и едином технологическом процессе. В этом состоит важнейшее преимущество интегрального ДУ перед аналогичной схемой на дискретных компонентах.

В данной работе дано основное отличие усилителей постоянного тока (УПТ) от усилителей переменного тока. Оно заключается в том, что нижняя граница их полосы пропускания соответствует нулю. УПТ используется для усиления постоянных по уровню или медленно изменяющихся электрических сигналов.

Для соединения отдельных каскадов усиления применяется только непосредственная связь, выход предыдущего каскада омически связан с входом последующего.

Поскольку в цепях связи УПТ отсутствуют реактивные элементы, то через усилитель одновременно могут проходить полезный усиливаемый сигнал и сигнал помехи. Сигнал помехи может появиться на входе под воздействием различных дестабилизирующих факторов (изменение источника питания, температур и др.).

Самопроизвольные изменения усиленного сигнала, обусловленные внутренними процессами, называются дрейфом нуля УПТ.

Uдр. = UдрmaxUдрmin, при Uвх = const

Для качественной оценки различных УПТ по значению дрейфа пользуются понятием дрейфа нуля, приведенного по входу усилителя

Uдрmax – Uдрmin

                                   d =

Кu

где Кu – коэффициент усиления по напряжению.

Основными способами снижения дрейфа нуля являются:

  •  жесткая стабилизация источников питания усилителей;
  •  использование ООС;
  •  применение балансных компенсационных схем УПТ;
  •  использование элементов с нелинейной зависимостью параметров от температуры.

Широко применяют параллельно – балансные каскады, обладающие меньшим дрейфом, чем схемы с непосредственной связью.

Параметрами, которые характеризуют работу ДУ являются Ку (1103), большое входное и малое (десятки Ом) выходное сопротивление, устойчивость к воздействию помехи и др. ДУ имеет два сигнальных входа, является входным каскадом ОУ. Питание ДУ осуществляется от двух разнополярных источников питания одинакового напряжения. Коэффициент усиления определяется параметрами цепи ООС (при отсутствии ООС даже крайне малый сигнал “шума” на входе ОУ даст на выходе ОУ напряжение, близкое к напряжению насыщения).

Дифференциальный коэффициент усиления каскада, независимо от способа передачи входного сигнала равен:

           ΔUК1 - ΔUК2       UВых

                                        К =                        =

           ΔUВх1 – ΔUВх2    UВх

Таким образом, дифференциальный усилитель характеризуется коэффициентом усиления разности входных напряжений.

Порядок проведения лабораторной работы

  •  Соберите схемы согласно рис.1

R1 – 4,7кОм

R2 – 2,2кОм

R3 – 1кОм

R4 – 10кОм

С1; С2 – 0,22мF

Операционный усилитель – К118УД1Б

Установите ручками “+15V”, “-15V” на блоке ПГС по вольтметру блока напряжение данных источников 6,3В, и только затем подключите схему к гнездам “+15V”, “-15V”,“±5V”.

Изменяя резистором R2 напряжение, снять передаточную характеристику UВых = f (UВх). Данные занести в таблицу 1.

Таблица 1

UВх, мВ

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

2

RОС  =   

       RОС

Ку=       =

       RВх

UВых, В

    UВых

Ку=        

      UВх

RВх =

По результатам измерений построить график зависимости UВых = f (UВх) и определить диапазон входных напряжений

UВх min =

UВх max =

соответствующий рабочему участку характеристики.

В пределах рабочего участка передаточной характеристики усилителя определить по экспериментальным данным коэффициент усиления в целом   

                    ΔUВых  

           Ку =

                    ΔUВх

и сравнить его с ожидаемым, полученным в результате расчета по данным схемы усилителя

              RОС

    Ку=       

            RВх

Определить по формуле напряжение смещения нуля

          UВых 

Uсм  =                                 (UВх = 0)      

           Ку

Подключите схему к гнездам “Um”, установите на блоке ПГС переключатель формы сигналов в положение “синусоида”, включите тумблер ГСВКЛ и подайте на вход схемы напряжение 25мВ.

Устанавливая на блоке ПГС частоту сигнала F = 100, 1000, 5000, 10000, 20000Гц, снимите зависимость коэффициента усиления усилителя  

                    UВых  

           КU =                от частоты сигнала f.

                    UВх

Результаты измерений занести в таблицу 2

Таблица 2

F, Гц

100

1000

2000

10000

20000

100000

200000

300000

UВых, В

UВх

Ку

UВх = 25мВ

Для определения амплитудной характеристики усилителя             UВых = f (UВх) на частотах согласно таблицы 2, подайте входной сигнал от 0 до ограничения выходного сигнала.

Рассчитать Ку и занести в таблицу 2.

По результатам измерений построить частотную характеристику    Ку = f (F). По окончании измерений поставьте переключатель блока ПГС в положение “Выключено”, а ручки “+15V”, “-15V” в левое крайнее положение.

Сделать вывод о проделанной работе, исходя из результатов измерений.

Содержание отсчета.

  1.  Название и цель работы.
  2.  Схема лабораторной установки.
  3.  Таблица измерений, графики.
  4.  Формулы для расчета и расчет искомых параметров.
  5.  Вывод по работе.

Контрольные вопросы.

  1.  Какие ИС называются аналоговыми?
  2.  Объясните принцип работы дифференциального усилителя?
  3.  Что такое операционный усилитель (ОУ)?
  4.  Какими основными параметрами характеризуется ОУ?
  5.  Расшифровать обозначение К118УД1Б
  6.  Основные параметрами К118УД1Б
  7.  Объясните особенности межкаскадных связей в УПТ


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

38794. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ В РЫНОЧНЫХ УСЛОВИЯХ (НА ПРИМЕРЕ ООО «ДАБАН») 856.5 KB
  Анализ объема и ассортимента продукции. Анализ структуры продукции и влияние структурных сдвигов на изменение стоимости продукции. Понятие эффективности Целью деятельности любого промышленного предприятия является выпуск определенной продукции выполнение работ оказание услуг установленного объема и качества в определенные сроки. Но при установлении масштабов производства следует исходить не только из народнохозяйственных и индивидуальных потребностей в данной продукции но и в необходимости учитывать достижение максимального...
38795. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ И ПУТИ ЕЕ ПОВЫШЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ РУП «КЛИМОВИЧСКОГО ЛИКЕРО-ВОДОЧНОГО ЗАВОДА» 742 KB
  К ним в частности относятся: увеличение реализации остатков готовой продукции на складах продажа неиспользуемого оборудования снижение себестоимости продукции в результате приобретения нового оборудования. Для успешного функционирования каждый хозяйствующий субъект должен стремиться к повышению эффективности своей деятельности на основе рационального использования ресурсного потенциала увеличения прибыльности производства улучшения качества реализуемой продукции. В основе этого понятия лежит ограниченность ресурсов желание экономить...
38796. Исследование учета и анализа денежных средств на примере коммерческой организации ВООИ «Синтез» 555.5 KB
  Теоретические и организационные основы учета и анализа денежных средств. Виды денежных средств организации.Классификация денежных потоков. Нормативная база учета и анализа денежных средств.
38797. Уголовно - правовая квалификация мошенничества 325 KB
  Актуальность темы исследования состоит в том что в ней существует ряд дискуссионных проблем в частности относительно объективной и субъективной природы признаков мошенничества. В условиях недостаточно глубокого исследования признаков и специфики мошенничества наличия в теории уголовного права многих спорных вопросов по этой проблеме нередко возникают затруднения и ошибки при квалификации...
38798. Расчет автоматизированного электропривода поперечной подачи плоскошлифовального станка 3Е711 3.36 MB
  Для увеличения точности шлифования в данном курсовом проекте необходимо уделить особое внимание приводу вертикальной подачи поэтому рассмотрим несколько вариантов его реализации: На основе применения вентильного двигателя: Подключение вентильного двигателя можно реализовать с помощью микросхемы MC 33033 и MC 33039 рис.1 Схема привода на основе БДПТ На основе шагового двигателя: Основные функциональные узлы разомкнутого шагового электропривода приведены на рис. Принцип его работы заключается в том что при изменении частоты...
38799. СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ СОВЕТСКОЙ СУДЕБНОЙ СИСТЕМЫ В СРЕДНЕМ ЗАУРАЛЬЕ (1918–1938 гг.) 1.07 MB
  Деятельность советских судебных органов в Среднем Зауралье 1918 1938 гг. В условиях изменяющихся политических режимов происходит всесторонняя деформация судебной системы усиление политических и идеологических факторов и подчинение им органов правосудия. Потому для установления подлинной истории судебных советских органов необходимо преодолеть предвзятое отношение к советскому правосудию. Оценка и анализ деятельности судебных органов 19171938х гг.
38800. Системный анализ и синтез предмета нейровоздействия маркетинговых коммуникаций 174 KB
  Сущность формы реализации современных систем маркетинговых коммуникаций. Системный анализ отношений систем маркетинговых коммуникаций. Синтез понятия маркетинговых коммуникаций.
38802. Денежные потоки ЗАО «ВИС-СЕРВИС» 468.5 KB
  Наличие денег у предприятия определяет возможность его выживания и направления дальнейшего развития. Эффективность оптимизации денежных потоков предприятия, обслуживающих его хозяйственную деятельности, зависит, прежде всего, от информационной базы для принятия решений - качественно проведенной аналитической работы