Лабораторная работа №3

Тема: Интергрирующая и дифференцирующая схемы включения операционных уси­лителей

Цель: изучить интергрирующая и дифференцирующая схемы включения операцион­ных усилителей, построить схемы апериодического звена и ФВЧ.

Ход работы

1) Интергратор

1.1) Собрать схему интергрирующего усилителя с идеальным ОУ. На вход подать пря­моугольный сигнал с "Генератора сигнала", на выходе установить "Осциллограф"и "Из­меритель АЧХ и ФЧХ".

Амплитуду выходного сигнала "генератора"установить на уровне [1÷3] В.

Установить частоту среза (в Гц) интегратора на уровне:

N	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
f	500	750	1000	2000	5000	7500	9250	10000	11500	12200

где N – последняя цифра номера зачетной книжки. Расчеты элементов схемы привести в отчете.

Полученные осциллограммы и АЧХ/ФЧХ проанализировать и сделать выводы. Все полученные графики сохранить на диск либо перенести на бумагу от руки.

1.2) Заменить идеальный ОУ на реальный К140УД7(импортный аналог LM741). По­ вторить эксперименты, снять осциллограммы и АЧХ/ФЧХ. Сделать выводы на основе анализа полученных графиков. Все полученные графики сохранить на диск либо перене­сти на бумагу от руки.

Для 1.1 и 1.2) Cнять осциллограммы при частотах генератора, как выше частоты среза так и ниже.

1.3) На основе схемы интегратора с идеальным ОУ построить схему апериодического звена.

Для этого зашунтируйте конденсатор в цепи обратной связи операционного усилителя резистором. Сопротивление резистора рассчитывается исходя из коэффициента усиления по постоянному току. Расчет аналогичен расчету сопротивлений для инвертирующего уси­лителя.

Коэффициент усиления по постоянному току принять равным:

N	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
K	2	2.5	4	5	7	10	12	15	20	0.5

Полученное АЧХ должно иметь вид:

2) Дифференцирующий усилитель

1. Собрать схему дифференцирующего усилителя с идеальным ОУ. Проделать с ней те же эксперименты, что и для интегрирующего усилителя в п.1.1.

2. Заменить идеальный ОУ на реальный К140УД7(импортный аналог LM741). Про­вести эксперименты аналогичные п.1.2.

Для 2.1 и 2.2) Снять осциллограммы при частотах генератора, как выше частоты среза так и ниже.

2.3) На базе схемы дифференцирующего усилителя с идеальным ОУ построить фильтр высокой частоты ФВЧ. Коэффициент усиления на высокой частоте взять из таблицы п.1.3.

Для этого надо включить резистор последовательно с конденсатору во входной це­пи операционного усилителя. Сопротивление резистора определяется исходя из заданно­го коэффициента усиления аналогично инвертирующей схемы включения операционного усилителя.

Cнять осциллограммы при различных частотах генератора и АЧХ/ФЧХ. Частоту вход­ного сигнала брать как ниже частоты изгиба, так и выше.

Полученное АЧХ должно иметь вид:

Рекомендации:

1. Сопротивление резистора во входных цепях ОУ принять 10кОм.

2. При настройке частоты среза рекомендуется изменять емкость конденсатора.

3. Напряжение входного сигнала принять на уровне 1В.

Содержание отчета:

1. Схемы, построенные в ходе работы.

2. Расчеты цепей в каждом пункте.

Результаты моделирования по каждому пункту.