Лаба_14
.docxМИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра ЭПУ
отчет
по лабораторной работе №14
по дисциплине «Аналоговая схемотехника»
Тема: Исследование генераторов синусоидальных сигналов на ОУ
|
|
Соловьев В. А. |
|
|
Мирзоалиев З.Э. |
Студент гр. 5209 |
|
Хабибулин А.Р. |
Преподаватель |
|
Ларионов И.А. |
Санкт-Петербург
2018
Цель работы.
Исследовать схему генератора синусоидальных сигналов.
Основные теоретические положения.
Если обратная связь в схеме операционного усилителя не подавляет входной сигнал, а напротив добавляет к нему часть выходного напряжения, то она называется положительной ОС (ПОС). В этом случае для приращения выходного сигнала Uвых при воздействии Ubx имеем:
Ubыx = Ku(Ubx + βUbыx)
Если произведение Ku-P меньше единицы, то усилитель c ПОС продолжает оставаться линейным c коэффициентом усиления, превышающим Ku. Выходное напряжение такого усилителя не достигает уровня насыщения только для очень малых сигналов. Если же произведение Ku-P достигает единицы, то Ku пос устремляется к бесконечности. Для значений Ku-P > 1 усилитель с ПОС перестает быть линейным, на его выходе возникает периодический сигнал.
Рассмотренный в лабораторной работе №12 мультивибратор на аналоговом компараторе, будучи построенным на ОУ, можно рассматривать и как схему с ПОС, работающую в нелинейном режиме. Однако, ОУ, в отличие от аналоговых компараторов, способны выдавать выходные напряжения, отличные от напряжений насыщения, и пригодны для построения схем генераторов, выходными сигналами которых являются периодические напряжения, отличные от прямоугольных импульсов.
Введем в цепь отрицательной обратной связи ОУ фильтр, который на некоторой угловой частоте ю = ю0 обладает наименьшим коэффициентом передачи и нулевым фазовым сдвигом между входным и выходным напряжениями. Таким фильтром может быть Т-образный фильтр.
Схемы измерений.
Рис. 1. Полосно-ослабляющий Т-образный фильтр.
Рис. 2. Автогенератор с Т-образным фильтром.
Рис. 3. Автогенератор с фильтром Вина.
Обработка результатов эксперимента.
-
Теоретическое значение частоты.
Таблица 1. Протокол наблюдений.
f, Гц |
15,9 |
31,8 |
47,7 |
63,6 |
79,5 |
95 |
111 |
127,2 |
143 |
159 |
318 |
477 |
636 |
795 |
954 |
1113 |
1272 |
1431 |
1590 |
Uвых, В |
4,16 |
3,84 |
3,48 |
3,2 |
3,08 |
3,1 |
3 |
2,92 |
2,88 |
2,92 |
3,1 |
3,28 |
3,44 |
3,6 |
3,6 |
3,68 |
3,76 |
3,84 |
3,84 |
Uвх, В |
4,24 |
4,24 |
4,24 |
4,24 |
4,24 |
4,2 |
4,24 |
4,24 |
4,24 |
4,24 |
4,2 |
4,24 |
4,24 |
4,2 |
4,24 |
4,24 |
4,24 |
4,24 |
4,24 |
k(w) теор |
0,98 |
0,92 |
0,85 |
0,79 |
0,75 |
0,71 |
0,69 |
0,68 |
0,67 |
0,67 |
0,75 |
0,83 |
0,88 |
0,92 |
0,94 |
0,95 |
0,96 |
0,97 |
0,98 |
k(w) экс |
0,99 |
0,96 |
0,93 |
0,88 |
0,84 |
0,80 |
0,77 |
0,74 |
0,72 |
0,70 |
0,68 |
0,73 |
0,79 |
0,84 |
0,87 |
0,90 |
0,92 |
0,93 |
0,94 |
Рис. 4. График АЧХ в виде диаграммы Боде для Т-фильтра
Рис. 5. График АЧХ для Т-фильтра
Рис. 6. Осциллограмма генератора с фильтром Вина.
Рис. 7. Осциллограмма генератора с Т-фильтром
-
Расчет к-та ПОВ для Т- образного фильтра:
F = 253,4 Гц
R1 = 9,337 кОм
Примерно равен теоретическому значению коэффициента ПОВ в 2/3.
-
Расчет коэффициента ООС для фильтра Вина:
f = 145 Гц
R1 = 2,286 кОм
Выводы: в данной лабораторной работе были исследованы генераторы синусоидальных сигналов на ОУ, в сравнении с теоретической зависимостью АЧХ, экспериментальная отличается лишь тем, что отсутствует длинная полоса насыщения слева и справа от нижнего экстремума зависимости, коэффициенты ПОВ и ООС, соответственно, примерно совпадают с их теоретическими значениями, приведенными в методическом пособии.