Электроника / лабы / лаб6
.docМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»
КАФЕДРА управления и информатики в технических системах
ЭЛЕКТРОНИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭЛЕКТРОНИКА – 1
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ № 6
«Исследование схем с использованием ОУ»
Санкт-Петербург 2012
Цель лабораторной работы:
-
Измерение коэффициента усиления инвертирующего и неинвертирующего усилителя на ОУ.
-
Определение разности фаз между выходным и входным синусоидальным напряжением ОУ.
-
Исследование влияния коэффициента усиления усилителя на постоянную составляющую выходного напряжения.
Приборы и элементы:
№ |
Название |
Изображение |
1 |
Функциональный генератор |
|
2 |
Осциллограф |
|
3 |
Резисторы |
|
4 |
Операционный усилитель LM741 |
|
5 |
Заземление |
1. Методические указания
Коэффициент усиления схемы неинвертирующего усилителя на ОУ (рис. 1) вычисляется по формуле:
(1)
Рисунок 1 Схема для исследования неинвертирующего включения ОУ.
Коэффициент усиления схемы инвертирующего усилителя на ОУ (рис.2) вычисляется по формуле:
(2)
Рисунок 2 Схема для исследования инвертирующего включения ОУ.
Постоянная составляющая выходного напряжения Uовых усилителя зависит от коэффициента усиления Ку схемы и напряжения смещения Ucм и вычисляется по формуле
(3)
2. Порядок проведения экспериментов
2.1 Эксперимент 1. Работа неинвертирующего усилителя в режиме усиления синусоидального напряжения.
а) Соберите схему (рис.1), установите на генераторе напряжение 5мВ 1кГц и включите нажатием кнопки Run. Измерьте амплитуды входного Uвх и выходного Uвых синусоидальных напряжений. Также измерьте разность фаз между входным и выходным напряжениями. По результатам измерений вычислите коэффициент усиления по напряжению Ку усилителя. Рассчитайте коэффициент усиления напряжения Ку усилителя так же по заданным значениям параметров компонентов схемы. Вычислите напряжение смещения Ucм, а так же постоянную составляющую Uовых. Результаты занесите в раздел "Результаты экспериментов".
б) В схеме, приведенной на рис. 1 уменьшите значение сопротивления R1 с 100кОм до 10кОм, амплитуду синусоидального напряжения генератора увеличьте до 100 мВ. Установите масштаб напряжения на входе А осциллографа 100мВ/дел, а на канале В - 500мВ/дел. Включите схему. Повторите все операции эксперимента 1 при новых параметрах компонентов. Результаты занесите в раздел "Результаты экспериментов".
2.2 Эксперимент 2. Работа инвертирующего усилителя в режиме усиления синусоидального напряжения.
а) Соберите схему (рис.2) и проделайте измерения и расчеты, описанные в п.п. 2.1. Результаты занесите в раздел "Результаты экспериментов".
б) Установите значение сопротивления R1 равным 10 кОм, амплитуду синусоидального напряжения генератора - 100 мВ. Установите масштаб напряжения на входе А осциллографа 100мВ/дел, а на канале В - 500мВ/дел. Включите схему. Для новых параметров схемы повторите все измерения и вычисления эксперимента 4. Результаты занесите в раздел "Результаты экспериментов".
3. Результаты экспериментов
Эксперимент 1. Работа неинвертирующего усилителя в режиме усиления синусоидального напряжения.
а)
№ |
Название |
Расчет по параметрам схемы |
Расчет по результатам измерений |
1 |
Коэффициент усиления Ку |
|
|
№ |
Название |
Измерение |
2 |
Амплитуда входного напряжения Uвх |
|
3 |
Амплитуда выходного напряжения Uвых |
|
4 |
Разность фаз между входным и выходным напряжением |
|
5 |
Напряжение смещения Uсм |
|
6 |
Постоянная составляющая выходного напряжения Uовых |
|
б).
№ |
Название |
Расчет по параметрам схемы |
Расчет по результатам измерений |
1 |
Коэффициент усиления Ку |
|
|
Эксперимент 2. Работа инвертирующего усилителя в режиме усиления синусоидального напряжения.
а)
№ |
Название |
Расчет по параметрам схемы |
Расчет по результатам измерений |
1 |
Коэффициент усиления Ку |
|
|
№ |
Название |
Измерение |
2 |
Амплитуда входного напряжения Uвх |
|
3 |
Амплитуда выходного напряжения Uвых |
|
4 |
Разность фаз между входным и выходным напряжением |
|
5 |
Напряжение смещения Uсм |
|
6 |
Постоянная составляющая выходного напряжения Uовых |
|
б).
№ |
Название |
Расчет по параметрам схемы |
Расчет по результатам измерений |
1 |
Коэффициент усиления Ку |
|
|
4. Контрольные вопросы
-
Что такое операционный усилитель?
-
Как определяется коэффициент усиления схемы на рис.1?
-
Как определяется коэффициент усиления схемы на рис.2?
-
Какова разность фаз между входным и выходным сигналами неинвертирующего усилителя на ОУ?
-
Какова разность фаз между входным и выходным сигналами инвертирующего усилителя на ОУ?
-
Как влияют параметры схемы на режим ее работы?
-
Чем определяется постоянная составляющая выходного напряжения?