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

56 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

15665. ИДЕЯ СПОРТА В СОВРЕМЕННОМ СОЦИАЛЬНО-ФИЛОСОФСКОМ ДИСКУРСЕ 107.5 KB
  ИДЕЯ СПОРТА В СОВРЕМЕННОМ СОЦИАЛЬНОФИЛОСОФСКОМ ДИСКУРСЕ М.М.Ибрагимов Постановка проблемы. Современный спорт как и другие формы жизнедеятельности носит духовнопрактический характер поскольку имеет целеполагающую идею образующую в развитии общества физкульту...
15666. ФИЛОСОФИЯ СПОРТА: ВЫМИРАНИЕ ИЛИ ОБНОВЛЕНИЕ ЕГО ИДЕАЛОВ 59 KB
  ФИЛОСОФИЯ СПОРТА: ВЫМИРАНИЕ ИЛИ ОБНОВЛЕНИЕ ЕГО ИДЕАЛОВ Ибрагимов М.М. Каждая эпоха приобретая новые идеи приобретает и новые глаза Г.Гейне Введение. Возникшей в начале ХХI века новый этап глобальных информационных технологий кризис во всех сферах материальной...
15667. ФИЛОСОФИЯ СПОРТА: ПРЕДМЕТ, СТРУКТУРА И ПРОБЛЕМЫ МЕТОДОЛОГИИ 140 KB
  ФИЛОСОФИЯ СПОРТА: ПРЕДМЕТ СТРУКТУРА И ПРОБЛЕМЫ МЕТОДОЛОГИИ. Ибрагимов Михаил Михайлович ациональный университет физического воспитания и спорта Украины Аннотация. Ибрагимов М.М. Философия спорта: предмет структура и проблемы методологии // Актуальні проблеми
15668. ФІЛОСОФІЯ СПОРТУ: ЧИ БУДЕ ПЛІДНОЮ ФІЛОСОФІЯ НА НИВІ СПОРТУ 127 KB
  Філософія спорту ФІЛОСОФІЯ СПОРТУ: ЧИ БУДЕ ПЛІДНОЮ ФІЛОСОФІЯ НА НИВІ СПОРТУ Михайло Ібрагімов Анотація. В статті мова йде про аналітичну підготовчу роботу до формування нової міждисциплінарної галузі знань філософії спорту яка б завершила ієрархію гуманітарн
15669. ЕКЗИСТЕНЦІЯ СПОРТУ І ФІЗИЧНОГО ВИХОВАННЯ В НОВІЙ ДІАЛЕКТИКО-ПАНТЕЇСТИЧНІЙ МЕТОДОЛОГІЇ 114.5 KB
  ЕКЗИСТЕНЦІЯ СПОРТУ І ФІЗИЧНОГО ВИХОВАННЯ В НОВІЙ ДІАЛЕКТИКОПАНТЕЇСТИЧНІЙ МЕТОДОЛОГІЇ Михайло Ібрагімов Душу легше зрозуміти чим тіло Рене Декарт Резюме. В статье предлагается на рассмотрение научноспортивной общественности возможность формирования новой
15670. ЕПІСТЕМОЛОГІЯ СПОРТУ І ФІЗИЧНОГО ВИХОВАННЯ В АНТРОПОСОФСЬКОМУ ВИМІРІ 119 KB
  ЕПІСТЕМОЛОГІЯ СПОРТУ І ФІЗИЧНОГО ВИХОВАННЯ В АНТРОПОСОФСЬКОМУ ВИМІРІ Михайло Ібрагімов Резюме. В статье рассматриваются методологические и мировоззренческие основы эпистемологии спорта как структурносоставной философии спорта. Анализируются общее и отличител...
15671. ТЕОСОФІЯ СПОТУ І ФІЗИЧНОГО ВИХОВАННЯ У ДИСКУРСІ СУЧАСНОЇ ФІЛОСОФСЬКО-РЕЛІГІЙНОЇ АСКЕЗИ 65.6 KB
  ТЕОСОФІЯ СПОТУ І ФІЗИЧНОГО ВИХОВАННЯ У ДИСКУРСІ СУЧАСНОЇ ФІЛОСОФСЬКОРЕЛІГІЙНОЇ АСКЕЗИ Михайло Ібрагімов Ідея це пристрасть а пристрасть це ідея А.Ф.Лосєв Резюме: в статье Ибрагимова М. М. €œТеософия спорта и физического воспитания в современной философскорел...
15672. ФЕНОМЕНОЛОГІЯ ТІЛЕСНОСТІ ЯК “ТІЛЕСНИЙ ДОСВІД” У СУЧАСНОМУ ФІЗКУЛЬТУРНО-СПОРТИВНОМУ ПРОСТОРІ 69.64 KB
  ФЕНОМЕНОЛОГІЯ ТІЛЕСНОСТІ ЯК €œТІЛЕСНИЙ ДОСВІД€ У СУЧАСНОМУ ФІЗКУЛЬТУРНОСПОРТИВНОМУ ПРОСТОРІ Михайло Ібрагімов Людина без сюрпризу всередині у своєму ящику не цікава М.Булгаков Майстер і Маргарита Резюме. В статье предпринимается попытка популяризаци
15673. ФІЛОСОФІЯ СПОРТУ В ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ОНТОЛОГІЧНІЙ ПРОБЛЕМАТИЦІ ФІЗКУЛЬТУРНО-СПОРТИВНОГО НАУКОЗНАВСТВА 52.58 KB
  Ібрагімов М.М ФІЛОСОФІЯ СПОРТУ В ЕКЗИСТЕНЦІЙНООНТОЛОГІЧНІЙ ПРОБЛЕМАТИЦІ ФІЗКУЛЬТУРНОСПОРТИВНОГО НАУКОЗНАВСТВА Анотація. В статті розглядається місце і роль філософії спорту в системі фізкультурноспортивного наукознавства і пропонується в якості її методологі...