Контрольные вопросы

1. Что такое операционный усилитель?

2. Какими техническими данными характеризуются ОУ?

3. Перечислите известные функциональные возможности ОУ.

4. От чего зависит коэффициент усиления каскада с ОУ?

5. Какую величину имеет входное и выходное сопротивление ОУ?

6. Изобразите схемы усилительных каскадов на базе операционного усилителя и охарактеризуйте каждую из них.

7. Изобразите схему сумматора напряжений.

8. Изобразите схему линейного выпрямителя и объясните ее действие.

9. Изобразите схему функционального преобразователя и объясните его действие. Чем определяются координаты точек перегиба функции?

10. От чего зависит частотный диапазон схемы с ОУ?

Лабораторная работа № 5. Исследование последовательных стабилизаторов напряжения.

Цель работы - исследовать характеристики последовательнoго стабилизатора напряжения на дискретных элементах и интегрального типа, рассчитать их основные эксплуатационные показатели.

Используемое оборудование:

• - лабораторный стенд;

• - осциллограф;

• - цифровой вольтметр;

• - блок питания типа Б5-46(47);

• - сетевой понижающий трансформатор ~220/6 В.

Программа работы

1. Подготовьте схему для исследования последовательного стабилизатора напряжения на дискретных элементах (рис.5.1) с номинальным выходным напряжением U_вых(н)= +5 В.

Рис.5.1

Подавая на вход стабилизатора от регулируемого блока питания напряжение U_вх в диапазоне от 0 до +20В, снимите характеристику U_вых=f(U_вх) при R_н=соnst (R_н установить равным 0,47 кОм, для чего движок реостата на стенде поверните против часовой стрелки до упора).

2. Установите напряжение на входе U_вх=+12В и, изменяя ток нагрузки I_н стабилизатора, снимите характеристику U_вых=f(I_н) в диапазоне от I_н(min) до I_н(max). Величина I_н(max) определяется по величине тока кз в момент срабатывания защиты стабилизатора, I_н(max)= 0,75 I_кз. Ток нагрузки измеряется цифровым вольтметром на шунте R_ш относительно минусового зажима стабилизатора.

3. Соберите схему для измерения коэффициента подавления пульсаций, для чего подайте напряжение на вход стабилизатора от выпрямителя, питаемого через понижающий трансформатор. С помощью осциллографа измерьте амплитуду переменной составляющей (пульсаций напряжения на входе U_вх и выходе U_вых стабилизатора.

Рис.5.2.

4. Последовательный стабилизатор типа КР142ЕН5, выполненный в виде интегральной схемы, имеет такие же характеристики, что и на дискретных элементах, но отличается схемой защиты от перегрузки по току.

Рис.5.3

Подайте на вход стабилизатора КР142ЕН5, схема включения которого показана на рис.5.3, напряжение +12В от блока питания Б5-46(47). Изменяя ток нагрузки I_н стабилизатора, снимите характеристику U_вых=f(I_н) вплоть до момента срабатывания защиты от перегрузки по току. Обязательно измерьте остаточный ток нагрузки после срабатывания защиты. Обратите внимание, что в схеме на дискретных элементах защита работает по принципу ограничения максимального тока нагрузки, а в стабилизаторе КР142ЕН5 защита переводит регулирующий транзистор в закрытое состояние.

5. По результатам проведенных измерений рассчитайте основные эксплуатационные показатели стабилизаторов.

5.1. Коэффициент стабилизации по напряжению

,

где U_вх=U_вх(max)-U_вх(min),

U_вх(н)- номинальное напряжение на входе;

U_вых=U_вых(max)-U_вых(min),

U_вых(н)- номинальное напряжение на выходе.

5.2. Коэффициент подавления пульсаций

db,

где U_вх, U_вых - амплитуды переменной составляющей (пульсаций) напряжений на входе и выходе стабилизатора.

5.3. Внутреннее сопротивление стабилизатора по постоянному току

,

где U_вых=U_вых(max)-U_вых(min);

I_н=I_н(max)-I_н(min).

Контрольные вопросы

1. Объясните принцип работы последовательного стабилизатора напряжения.

2. Каким образом задается опорное напряжение стабилизатора?

3. Какую роль выполняет усилитель ошибки?

4. Как изменяется напряжение на регулирующем транзисторе:

а) при изменении напряжения на входе стабилизатора;

б) при изменении тока нагрузки?

5. Как работает защита стабилизатора по току?

6. Объясните смысл основных эксплуатационных показателей стабилизатора:

- коэффициента стабилизации по напряжению;

- коэффициента подавления пульсаций;

- внутреннего сопротивления стабилизатора по постоянному току.

7. Как изменяется напряжение на выходе стабилизатора:

а) при изменении входного напряжения;

б) при изменении тока нагрузки?