- •Государственный университет нефти и газа им. И.М.Губкина
- •Основы работы в программе Electronics Workbench
- •1.1. Лабораторный стенд
- •1.2. Описание приборов
- •1.3. Функциональный генератор
- •1.4. Электронный осциллограф
- •1.5. Осциллограммы сигналов
- •Осциллограмма синусоидального сигнала
- •Осциллограмма последовательности видеоимпульсов
- •Фильтр нч
- •2.6. Лабораторный стенд
- •2.7. Расчет параметров элементов фильтров
- •2.8. Схема исследования фильтра
- •Выпрямительные устройства
- •3.9. Лабораторный стенд
- •3.10. Схема выпрямителя
- •3.11. Осциллограммы сигналов:
- •Частотные фильтры
- •4.12. Лабораторный стенд
- •4.13. Расчет параметров элементов фильтров
- •4.14. Схема исследования фильтра высокой частоты
- •4.15. Схема исследования полосового rc –фильтра
- •4.16. Схема исследования режекторного фильтра
- •Эквивалент кабеля, как многозвенный фильтр
- •5.17. Лабораторный стенд
- •5.18. Схема исследования rc-эквивалента 3-км кабеля
- •5.19. Схема исследования rlc-эквивалента 3-км кабеля
- •5.20. Сравнительные исследования 1,5-; 3- и 6-км кабеля.
- •Усилители
- •6.21. Лабораторный стенд
- •6.22. Схема исследования резонансного усилителя
- •6.23. Схема исследования широкополосного усилителя
- •Операционные усилители
- •7.24 Лабораторный стенд
- •7.25 Линейный усилитель
- •7.26 Линейный усилитель
- •7.27 Усилитель-ограничитель
- •7.5 Усилитель для тензопреобразователя
- •Цифровые элементы
- •8.28 Лабораторный стенд
- •8.29Элементы и, или
- •8.30. Исследование rs-триггера на элементах и-не
- •8.31. D-триггер
- •Регистры
- •9.32. Последовательный регистр
- •9.33. Счетный регистр
- •Элементы ацп
- •10.34. Ацп поразрядного уравновешивания
- •10.35. Интегрирующий ацп
- •Кодирование и передача данных по линии связи.
- •11.36. Скважинный влагомер с частотной модуляцией.
- •11.37. Шим-преобразователь
- •Устройства визуализации.
- •12.38. Индикатор напряжения.
- •12.39. Цифровое табло
- •Аппаратура предназначена для измерения набора параметров в скважине и передаче их на поверхность с целью дальнейшей обработки.
- •Описание сгдк.
- •Сенсоры и нормирующие преобразователи.
- •Коммутатор.
- •Отдельные блоки прибора.
6.23. Схема исследования широкополосного усилителя
Рис. 6.19. Схема широкополосного усилителя.
Заполнить таблицы
Экспериментальные данные АЧХ для Uвх,= 707 мВ
Частота входного сигнала |
Uвх, мВ |
Uвых, мВ |
Кп |
100 Гц |
707 |
|
|
500 Гц |
707 |
|
|
2 кГц |
707 |
|
|
5 кГц |
707 |
|
|
10 кГц |
707 |
|
|
20 кГц |
707 |
|
|
50 кГц |
707 |
|
|
70 кГц |
707 |
|
|
100 кГц |
707 |
|
|
Экспериментальные данные ФЧХ для Uвх,= 707 мВ
Частота входного сигнала |
Uвх, мВ |
Uвых, мВ |
Угол сдвига фазы |
100 Гц |
707 |
|
|
500 Гц |
707 |
|
|
2 кГц |
707 |
|
|
5 кГц |
707 |
|
|
10 кГц |
707 |
|
|
20 кГц |
707 |
|
|
50 кГц |
707 |
|
|
70 кГц |
707 |
|
|
100 кГц |
707 |
|
|
Построить график АЧХ фильтра в логарифмическом масштабе частот
Построить график ФЧХ фильтра в логарифмическом масштабе частот
Выводы
Операционные усилители
Измерительные преобразователи преобразуют параметры сенсоров (первичных преобразователей) в нормируемые значения напряжения или тока, необходимые и достаточные для дальнейшего преобразования.
В качестве схем измерительных преобразователей могут быть применены:
линейные усилители сигналов с резистивных и полупроводниковых термометров;
дифференциальные усилители тензопреобразователей давления;
ограничители уровней (нормализаторы), например, индуктивных датчиков частоты вращения турбинки расходомеров;
импульсные генераторы – преобразователи диэлькометрических влагомеров.
В настоящее время эти преобразователи обычно выполняются на операционных усилителях (ОУ).
ОУ имеет два основных свойства:
ОУ имеет очень большой коэффициент усиления. Минимальная разность потенциалов на входах – и + усиливается до максимально возможного значения на выходе ОУ. Т.е., до напряжений питания ОУ.
входной ток ОУ равен нулю.
Эти свойства позволяют создавать электронные устройства, позволяющие выполнять математические операции. Например, умножать входные сигналы на заданное число. Так, на рисунке 7.1 показан суммирующий линейный усилитель, умножающий входные сигналы по формуле:
U вых = – (Uвх1•100 +Uвх2•10) (7.1)
Формула объясняется следующим образом.
Поскольку ОУ работает в линейном усилительном режиме, то разность потенциалов на входах – и + равна нулю и равна 0 В, т.к. на входе + подключена «земля». Тогда от источника Uвх1 через резистор 1 кОм потечет токI1 =Uвх1/1 кОм.
Поскольку входной ток ОУ равен нулю, ток I1 дойдя до входа – , где потенциал равен нулю, потечет по резистору 100 кОм, создавая на нем падение напряжения:
Uвых(1) = –I1•100 кОм = – (Uвх1/1кОм) •100 кОм = –Uвх1•100
Аналогично, сигнал на втором входе добавит падение напряжение
Uвых(2) = – (Uвх1/10кОм) •100 кОм = –Uвх1•10
Суммарное напряжение на выходе схемы определится по формуле 7.1.
Цель работы: исследовать схемы измерительных преобразователей на операционных усилителях.
Задачи работы:
разработать структурные схемы лабораторного стенда для измерения параметров устройств;
смоделировать и исследовать линейный усилитель на ОУ;
смоделировать и исследовать дифференциальный усилитель на ОУ;
смоделировать и исследовать ограничители сигналов на ОУ.