лр_4

_{МИНОБРНАУКИ РОССИИ}

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра БТС

отчет

по лабораторной работе №4

по дисциплине «Элементная база электроники»

Тема: Исследование ОУ при различных схемах включения.

Студенты гр. 0502		Лиоско Е.П. Саррей А.
Преподаватель		Корнеева И.П.

Санкт-Петербург

2022

Цель работы: Изучение поведения ОУ при различных схемах включения.

Используемое оборудование: NI ELVIS Bode Analyzer, макетная плата NI ELVIS, операционный усилитель ОР07, осциллограф NI ELVIS, генератор сигнала NI ELVIS.

Основные теоретические положения: Операционный усилитель (ОУ) – интегральный компонент,

обладающий дифференциальным входом и имеющий очень большой

коэффициент усиления.

Свойства идеального ОУ:

1. Входное сопротивление идеального ОУ стремится к

бесконечности.

2. Выходное сопротивление идеального ОУ равняется нулю.

3. Коэффициент усиления в идеальном ОУ бесконечно большой.

4. Коэффициент усиления в идеальном ОУ не зависит от частоты

сигнала и постоянен на всех частотах (бесконечная рабочая полоса частот).

5. Разность потенциалов между инвертирующим и

неинвертирующим входами равна нулю.

Из вышеуказанных свойств следуют два правила расчета ОУ:

I. Разность входа между инвертирующим и неинвертирующим

входом равна нулю: 𝑈вх+ − 𝑈вх− = 0.

II. Входы ОУ не потребляют ток: 𝐼вх = 0

Основные схемы включения ОУ

Большинство схем включения ОУ содержат обратную связь. При этом самым распространённым типом обратной связи является отрицательная обратная связь (ООС). Отрицательная обратная связь - вид реакции системы, при котором изменение выходного сигнала системы приводит к такому изменению входного сигнала, которое противодействует первоначальному изменению. Использование ООС позволяет нам сделать частотную характеристику ОУ более стабильной и самостоятельно определять коэффициент усиления схемы. В таблице 1 приведены основные схемы включения ОУ.

Обработка результатов эксперимента.

1. Исследуемый элемент – операционный усилитель ОР07.

Рис. 1. Схема назначений выводов ОУ ОР07.

2. Инвертирующий ОУ.

Рис. 2. Собранная схема для инвертирующего ОУ

Рис. 3. NI ELVIS – Function Generator

Рис. 4. Сигнал на входе и выходе, снятые с помощью NI ELVIS –Oscilloscope.

Рис. 5. Схема инвертирующего ОУ в Micro-Cap.

Рис. 6. Transient Analysis Limits.

Рис. 7. Графики входного и выходного сигналов инвентирующего ОУ в Micro-Cap.

Теоретический коэффициент усиления:

3. Неинвертирующий ОУ.

Рис. 8. Собранная схема для неинвертирующего ОУ

Рис. 9. Сигнал на входе и выходе, снятые с помощью NI ELVIS –Oscilloscope.

Рис. 10. Схема неинвертирующего ОУ в Micro-Cap.

Рис. 11. Графики входного и выходного сигналов инвентирующего ОУ в Micro-Cap.

Теоретический коэффициент усиления:

4. Повторитель напряжения.

Рис. 12. Сигнал на входе и выходе, снятые с помощью NI ELVIS –Oscilloscope.

Рис. 13. Схема повторителя в Micro-Cap.

Рис. 14. Графики входного и выходного сигналов повторителя напряжения в Micro-Cap.

Теоретический коэффициент усиления:

5. Дифференциальный усилитель.

Рис. 15. Схема дифференциального усилителя в Micro-Cap.

Рис. 16. Графики входного и выходного сигналов дифференциального усилителя в Micro-Cap.

Теоретический коэффициент усиления:

Вывод

В ходе данной лабораторной работы были получены графики входного и выходного сигналов инвертирующего, неинвертирующего усилителей и повторителя напряжений в NI ELVIS и в Micro-Cap. Полученные графики полностью совпадают и соответствуют теоретическим расчетам. А также в Micro-Cap был построен дифференциальный усилитель, чей выходной сигнал соответствует теоретическим расчетам.

Основное назначение отрицательной обратной связи (ООС), которую можно заметить у инвертирующего усилителя, это улучшение частотных характеристик, т.е. коэффициент усиления не будет уменьшаться с увеличением частоты.