Построить схему для исследования характеристик оу.
Задать в источнике Voltage Source изменение напряжения от -1 мВ до 1 мВ за 10 с. Построить амплитудную (передаточную) характеристику ОУ. Если характеристика не будет проходить через точку (0, 0) необходимо немного подкорректировать значение напряжения источника смещения V2.
Рис. 8 Амплитудная характеристика ОУ 3-го уровня
Построить зависимость потребляемого тока (тока через резистор R3) от выходного напряжения. Уменьшить сопротивление нагрузочного резистора R5 до 1 кОм. Построить зависимость потребляемого тока (тока через резистор R3) от выходного напряжения. Сделать выводы.
Рис. 9 График зависимости потребляемого тока от напряжения на выходе для двух сопротивлений нагрузки
Потребляемый ток не зависит от напряжения на выходе и от сопротивления нагрузки.
Построить амплитудно-частотную и фазочастотную характеристику оу в диапазоне частот от 1 Гц до 100 мГц. Определить частоту единичного усиления f1.
Рис. 10 Амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики ОУ 3-го уровня
Задать в источнике Voltage Source импульс напряжения амплитудой 1 мВ, задержкой 1 мкс, фронтами 1 нс, длительностью 1 мс и периодом 1 с. Построить переходную характеристику усилителя. Диапазон времени – до 1 мс. Определить скорость нарастания выходного напряжения.
Рис. 11 Переходная характеристика ОУ 3-го уровня
Ввести положительную обратную связь в усилитель. Построить переходную характеристику усилителя. Диапазон времени – до 10 мкс. Определить скорость нарастания выходного напряжения. Сравнить с результатами пункта 3.14.
Скорость нарастания выходного напряжения в схеме с обратной связью dU/dt = 4,7В/мкс, что почти 300 раз больше, чем в схеме без обратной связи.
Составить сводную таблицу параметров модели ОУ разных уровней. Сделать выводы об области применения каждого из уровней модели.
Таблица 4.
Уровень ОУ |
K |
Uсм, В |
Iвх+, мА |
Iвх-, мА |
dIвх, мА |
Rвх, Ом |
Rвых, Ом |
dU/dt, В/мкс |
f1, МГц |
Iп+, мА |
Iп-, мА |
L1 |
2.0E+05 |
0 |
0 |
0 |
0 |
бб |
123.6 |
2.0e+7 |
- |
0 |
0 |
L2 |
2.0E+05 |
0 |
0 |
0 |
0 |
бб |
123.6 |
15,1e-3 |
2.32 |
0 |
0 |
L3 |
199760 |
1.94e-3 |
1.37e-5 |
1.63e-5 |
2.62e-6 |
3.6e+6 |
74.95 |
15,1e-3 |
2.32 |
0.832 |
0.833 |
Если нас интересуют, только усилительные свойства ОУ, то целесообразно использовать модель первого уровня. Если нас интересуют, еще и частотные свойства ОУ, необходимо выбрать модель 2-го уровня. Модель 3-го уровня целесообразно использовать, когда нас интересуют все свойства ОУ в совокупности.