лр4
.docxИВТ-34
Лабораторная работа №4
Операционные усилители
Задание
1. Разработать схему стабилизатора напряжения и источника тока, обеспечивающие напряжение питания и ток нагрузки согласно варианту.
2. Разработать схему измерителя напряжения, обеспечивающего усиление K и напряжение смещения Vop.
3. Вывести зависимость выходного напряжения Vout от Rн для своего варианта, проверить ее с помощью моделирования.
4. Ответить на вопросы преподавателя.
Задание 1
Рассчитаем IRi
По первому закону Кирхгофа: IRi = Iвх + Iн
У идеального ОУ: Iвх = 0. Тогда Iн = IRi
Пусть Ri = 1 кОм, тогда найдем Vref по формуле: Iн = (Vcc ‐ Vref) / Ri, следов.,
Vref = 9.5 В
Рассчитаем номиналы резисторов R6, R7 для стабилизатора напряжения:
Vout = Vref1 * (1+ R1/R2) + Iadj* R2,
Vref1 ≈ 1.25 B, Iadj ≈ 50 мкА
Получим R2/R1 = Vout/1.25 -1
Пусть R1 =125 Ом, тогда R2 = 975 Ом
Задание 2
Проведем расчет измерителя напряжения.
Требуемое выходное напряжение: Vout = (VH - VL) *K + Vop,
Vout = 3.667 В
Определим сопротивления R9 и R10.
Т.к U6 – буферный повторитель, то его Uвх = Uвых = Vop
Uвых = Vсс * R10/(R9 + R10), значит,
R9/R10 = 3.43
Пусть R10 = 100 Ом, тогда R9 = 343 Ом
Зная, как соотносятся резисторы и, сняв значение тока на выходе буферного повторителя U6, можем найти сопротивления R8, R9
K = = = 3
I6 = = т.к R8 = 3* R6
I6= 0.85 мА
Тогда R6 = 47 Ом, следоват., R8 = 141.2 Ом
Рассчитаем R5, R7.
Их номинал повлияет на Iout, но Uout останется неизменным. Выбираются как в верхней ветке, т.е.
R6 = R5 = 141.8 Ом
R8 = R7 = 1832 Ом
В результате модуляции Uout = 3.66 В, что примерно равно результату теоретических расчетов.
Задание 3
Rн |
Uout |
100 |
2,96 |
110 |
3,01 |
120 |
3,05 |
130 |
3,1 |
140 |
3,15 |
150 |
3,2 |
Из табл. видно, что зависимость линейная.