940

Исследование основных параметров и схем включения операцион-ных усилителей

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

В ходе работе были определены параметры операционного усилителя К140УД7 на лабораторном стенде и его зарубежного аналога uA741C в среде моделирования Microcap9: коэффициент усиления ОУ без обратной связи, входные токи, входное напряжение смещения, коэффициент ослабления синфазного сигнала.

Русский

2013-01-06

231.5 KB

63 чел.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Филиал федерального государственного

бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский университет

Московский энергетический институт»

в городе Смоленске

Кафедра ЭиМТ

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Исследование основных параметров и схем включения операционных усилителей.

Группа:

ПЭ-09

Студент:

Андрейкин С.А.

Леонтьев Д.В.

Преподаватель:

Амелин С. А.

Смоленск 2012

Цель работы: в лабораторной работе определяется ряд параметров операционного усилителя: коэффициент усиления ОУ без обратной связи, входные токи, входное напряжение смещения, коэффициент ослабления синфазного сигнала. Исследуются также схемы включения операционного усилителя (ОУ) с цепями обратной связи. Определяется влияние параметров ОУ на характеристики реального инвертирующего и неинвертирующего усилителя на его основе.

Описание лабораторной установки: Стенд для выполнения лабораторной работы (рис. 3.1) представляет собой печатную плату, на которой расположен исследуемый ОУ типа К140УД7.

Средняя часть стенда (см. рис. 3.1) используется как наборное поле для реализации необходимых схем включения ОУ. Резисторы, с помощью которых реализуется отрицательная обратная связь, расположены на печатной плате и подключены к выходу ОУ. Цифры, стоящие возле резисторов, указывают на пункты выполняемой работы. При измерении параметров ОУ или исследовании схем включения ОУ необходимые резисторы подключаются к ОУ соединительными проводниками.

Схемы, используемые при выполнении лабораторной работы, изображены на левой и правой частях лабораторного стенда.

Подготовка к работе:  определить по справочнику для ОУ К10УД7 коэффициент усиления без обратной связи АD, коэффициент ослабления синфазного сигнала G. Рассчитать влияние указанных параметров на значение коэффициента усиления неинвертирующего усилителя для двух значений коэффициентов усиления с отрицательной обратной связью КОС = 10; КОС = 100. Резистор RОС выбрать равным 100К и 1000К.

Рис.1

;

При отрицательной обратной связи справедливо:

;   ; .

Ответ: А=0,1 и А=0,01 для Кос равной 10 и 100 соответственно.

На основании решенной задачи можно сделать вывод о том, что коэффициент усиления операционного усилитель, охваченного ООС определяется параметрами обратной связи.   

 

Рис.2 Разводка контактов и устройство ОУ типа К140УД7.

Рабочее задание:

1. Балансировка ОУ.

Собрать схему, приведенную на рис 3.1. Включить стенд. Соединить проводником клемму отрицательного источника со средней точкой потенциометра. Потенциометром установить выходное напряжение, равное нулю.

    

Рис. 3. Схема балансировки ОУ  К140УД7

Вычислить напряжение смещения в схеме до компенсации, для чего отключить напряжение от средней точки потенциометра и измерить выходное напряжение. Тогда  Е=UВЫХОС, где КOC=1+ROC/R1 — коэффициент усиления неинвертирующего усилителя с обратной связью.

.   

2. Измерение коэффициента усиления ОУ без обратной связи

Подключить ко входу ОУ синусоидальный сигнал с минимально возможной частотой, которую может обеспечить звуковой генератор. Получить на выходе ОУ синусоидальный сигнал без искажений (без ограничения). Измерить осциллографом выходное напряжение и напряжение U1. Рассчитать напряжение, действующее между входами ОУ: UД=U1/n, где n=1001

Рис.4.Измерение коэффициента усиления без ОС.

3. Определение входных токов ОУ

Рис. 5 Определение входных токов ОУ         

Произведем исследование в среде моделирования  Microcap9 аналога операционного усилителя К140УД7- uA741C:

Рис. 6.

Состояние ключей К2 и К1

Цепь протекания входных токов

Определяемый ток

К1 — замкнут, К2 — разомкнут 

К1 — разомкнут, К2 — замкнут

К1 — разомкнут, К2 — разомкнут

R1

R2

R1 и R2

IСМ1 = (UВЫХ – UСМ)/ R1

IСМ2 = (UВЫХ – UСМ)/ R2

IСМ2 – IСМ1 = UВЫХ/R

Полученные расчеты полностью идентичны результатам исследования в среде Microcap9.

4.Измерение коэффициента ослабления синфазного сигнала ОУ.

Рис 5. Измерение коэффициента ослабления синфазного сигнала.

5. Исследование неинвертирующего усилителя на ОУ.

Собрать схему усилителя со следующими значениями резисторов:

1) R1 =10К; ROC =100 К.

2) R1 =10К; ROC =1000 К.

Рис 6. Схема неинвертирующего усилителя

КОС  1+ ROC/ R1=1+100/10=11;                КОС  1+ ROC/ R1=1+1000/10=101;

Рис. 7.                                                      Рис. 8.

6. Исследование неинвертирующего повторителя напряжения

Рис 9. Схема неинвертирующего повторителя напряжения на постоянном токе.

Рис 10. Схема неинвертирующего повторителя напряжения на переменном токе.

7. Исследование инвертирующего усилителя.

Собрать схему инвертирующего усилителя, приведенную на рис. 3.6. Подключить резисторы:

1) R1 = 10 К;      RОС = 100 К.

2) R1 = 10 К;      RОС = 1000 К.

Определить для двух случаев значения коэффициентов усиления при подаче на вход постоянного и переменного напряжения. Рассчитать коэффициенты усиления инвертирующего усилителя.

Рис 11. Схемы инвертирующего усилителя

КОС –RОС/R1= –100/10=–10               КОС –RОС/R1= –1000/10=–100

8. Исследование усилителя с дифференциальным входом

Собрать схему усилителя (рис. 3.7), проверить балансировку ОУ. Подключить ко входу ОУ постоянные напряжения: U1=0,2B; U2=–0,3 B. Измерить выходное напряжение и рассчитать коэффициент усиления по  формуле:

Рис. 12. Схема усилителя с дифференциальным входом.

Рис 13.

Рис. 14.  U1 = 0,2 B,     U2 = – 0,2 B;

Рис 15. U1 = – 0,2 B,   U2 = 0,2 B 

Вывод:

В ходе лабораторной работе были определены параметры операционного усилителя К140УД7 на лабораторном стенде и его зарубежного аналога uA741C в среде моделирования Microcap9: коэффициент усиления ОУ без обратной связи, входные токи, входное напряжение смещения, коэффициент ослабления синфазного сигнала. Также, были исследованы схемы включения операционного усилителя (ОУ) с цепями обратной связи. Определено влияние параметров ОУ на характеристики реального инвертирующего и неинвертирующего усилителя на его основе.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

42801. Разработка специализированного цифрового функционального узла 6.35 MB
  Генератор чисел на базе счетчика Джонсона. Варианты построения счетчика Джонсона и выбор оптимального в соответствии с критерием оптимизации. Сигнал (R) имеет отрицательную полярность и длительность более Т и менее 1.5Т. В результате воздействия сигнала (R) генератор чисел должен установиться в исходное состояние и сформировать на своих выходах первое число из заданной последовательности.
42802. Расчетная АСР 258.49 KB
  При автоматизации технологических объектов управления ТОУ широко применяют одноконтурные системы регулирования АСР обеспечивающие стабилизацию выходных координат объектов. Проектирование таких АСР предполагает знание статических и динамических характеристик ТОУ позволяющих произвести расчет системы регулирования определить структуру регулятора и найти параметры его настройки. Тогда по аналогии с критерием Найквиста можно сформулировать следующее условие: если разомкнутая АСР имеет степень колебательности...
42803. Электроиндуцированные упругие деформации в кристаллах ниобата лития 329.46 KB
  Точечная группа симметрии: 3m. Приложено электрическое поле В см под углом 600 к главной оси симметрии. Область науки в задачу которой входит описание и объяснение структуры кристаллов на основе законов симметрии и пространственных соотношений расстояний между атомами называется кристаллографией. Поскольку в данном кристалле имеется ось симметрии третьего порядка то использование метода прямой проверки в декартовых координатах невозможно.
42804. Разработка программного обеспечения, ведение базы данных “Прокат видеокассет” 2.21 MB
  Видеотека Имя поля Тип данных Названиеописание Длина поля Код кассеты Numeric Указывается код видеокассеты. 5 Жанр Numeric Указывается жанр фильма. 10 Наименование Chrcter Указывается название кассеты. 18 Режиссер Chrcter Указывается режиссер данной видеокассеты.
42805. Сравнительная характеристика автоматической двухшпиндельной вакуум-закаточной машины 2.16 MB
  1 СВЕДЕНИЯ ОБ ОБЬЕКТЕ ОБРАБОТКИ Для производства жестяных банок необходима жесть уплотняющие материалы. При производстве цельно штамповочных банок требуется жесть уплотняющие материалы и материал для смазки жести перед штамповкой банок. Кроме того для производства консервных банок используют белую лакированную жесть электролитического лужения она более экономична так как толщина оловянного покрытия составляет 061мКр. Жесть черная рулонная лакированная применяют для...
42806. Использование переходных металлов и их соединений в технологии сенсорных микро-наносистем 313.59 KB
  Настоятельная необходимость отслеживать все аспекты состояния окружающей среды в реальном времени постоянно растет, и это вызвано возрастающими связями загрязнения окружающей среды с нашим здоровьем и безопасностью. Необходимо также иметь возможность определять содержание основных компонентов и примесей в различных средах.
42807. Анализ конструкции мобильного телефона Samsung i8910 HD с использованием методик FMEA и FTA 7.54 MB
  Попытки научного подхода к оценке качества предпринимались давно. Так, еще в 1930 г. немецкий доктор-инженер К. Комментц установил для кораблей, предназначенных для мелководья, что всякое уменьшение осадки судов на 1 % приводит к повышению цены на 0,6%. Несколько более сложным у него оказалось влияние вместимости судна и других параметров качества.
42808. Технология швейного производства на примере РУП «БХПО» 2.6 MB
  Совершенствование швейного производства предусматривает внедрение высокопроизводительного оборудования поточных линий расширение ассортимента и улучшение качества одежды выпуск изделий пользующихся повышенным спросом. Технология современного швейного производства все более становится механической ее эффективность в первую очередь зависит от применяемого оборудования. Выбор швейного оборудования зависит от особенностей обрабатываемых изделий и материалов. Механизация и автоматизация производства приводит к расширению перечня используемого...
42809. Система управления перемещением механизма 1.74 MB
  Функциональная схема установки На функциональной схеме введены следующие обозначения: КВ КН контакторы движения: вперёд и назад; S1 S2 S3 сигнал с конечным выключателем положений 1 2 3; S4 сигнал с кнопки; S5 сигнал с кнопки âСтопâ в режиме автомат; S6 сигнал выбора режима автомат или наладка; S7 сигнал движения вперёд в режиме наладка; S8 сигнал движения назад в режиме наладка; ПУУ проектирующие управляющие устройство; УВВ устройство выдержки времени; Хв сигнал управления контактором движения вперёд; Хн сигнал...