1. Рассчитать коэффициент усиления для усилителя (рис. 8).Построить теоретическую передаточную характеристику усилителя.

2. Измерить коэффициент усиления усилителя; снять передаточную характеристику.

Для измерения коэффициента усиления установить на выходе генератора синусоидальных сигналов ГЗ-102 выходной сигнал частотой f=1000 Гц и амплитудой 0,1 В. Измерить с помощью осциллографа С1-68 сигнал на выходе усилителя. Зарисовать форму входного и выходного сигнала усилителя, измерить периоды и амплитуды сигналов. Сравнить полученное значение Кu с расчетным.

Для снятия передаточной характеристики подключить вход усилителя к делителю задающему регулируемое напряжение ( точка 1 на схеме ). Регулируя резистор R2 и измеряя входной и выходной уровни напряжения построить зависимость Uвых=f(Uвх) . На характеристике отметить участки усилительного (линейного) режима и участки ограничения.

3. Измерить амплитудно-частотную характеристику усилителя (рис. 8).

Амплитудно-частотную характеристику измерить подавая на вход усилителя сигнал переменной частоты амплитудой 0,1 В с выхода ГЗ-102. Изменяя частоту от минимальной до максимальной и поддерживая постоянной амплитуду сигнала на входе усилителя измерить амплитуду сигнала на выходе и построить зависимость Кu=Ф(f).

4. Исследовать работу ограничителя (рис. 9).

Схему ограничителя получить на основе инвертирующего усилителя подключив параллельно резистору R5 диодный ограничитель на основе стабилотрона (VД 1 - VД5 ). Подать на вход усилителя с ГЗ-102 синусоидальный сигнал частотой 1000Гц и амплитудой 1 В. Используя осциллограф определить и зарисовать диаграммы входного и выходного сигналов; определить уровни ограничения положительной и отрицательной волны.

Построить передаточную характеристику ограничителя Uвых=f(Uвх) . Если необходимо, произвести измерения используя выходное регулируемое напряжение с делителя R1-R2-R3.

5. Исследовать работу интегратора (рис. 10).

Интегратор преобразует входной прямоугольный импульс в линейно-изменяющееся напряжение. В работе, задавая на вход интегратора прямоугольный импульс положительной полярности с генератора Г5-54 амплитудой 1 В и длительностью 10 мкс, измерить с помощью осциллографа сигнал на выходе интегратора. Зарисовать входной и выходной сигналы; измерить амплитуду и времена линейного нарастания и восстановления для выходного сигнала.

Задать на вход импульс отрицательной полярности и наблюдать на выходе изменения сигнала. Задать на входе сигнал большей амплитуды (3-5 В) и измерить измененный выходной сигнал. Повторить измерения для входного сигнала с длительностью 30 мкс и амплитудой 1 В.

6. Исследовать работу мультивибратора (рис. 11).

А втоколебательный симметричный мультивибратор на операционном усилителе предназначен для получения прямоугольных импульсов чередующейся положительной и отрицательной полярностей равной длительности. В работе необходимо измерить с помощью осциллографа сигналы на обоих входах операционного усилителя и на выходе мультивибратора. Зарисовать осциллограммы и измерить амплитуды и времена сигналов.

Рис.8. Инвертирующий усилитель. K_U = -R₅/R₄.

Р ис. 9. Ограничитель.

VD1 – VD4 кремниевые диоды Д220. VD5 – стабилотрон с напряжением стабилизации 6,8 В.

U_огр = U_стаб+2е_од

Рис. 10. Интегратор.

Расчетные соотношения для интегратора:

;

;

;

;

Рис. 11. Мультивибратор.

Расчетные соотношения для мультивибратора:

Отчет должен содержать:

• Исследуемые схемы, их характеристики и краткое описание, расчеты параметров и характеристик.

• Экспериментальные результаты: осциллограммы сигналов, измеряемых в работе; характеристики и параметры, рассчитанные по измерениям.

• Сравнение рассчитанных и измеренных результатов, выводы по работе.

Контрольные вопросы.

1. Перечислите свойства идеального ОУ. Чем вызвана необходимость обеспечения каждого из этих свойств?

2. Почему в усилительных схемах не используется ОУ без цепей ООС?

3. Изобразите во временной связи графики напряжения для инвертирующего и не инвертирующего входов ОУ в схеме мультивибратора.

4. Вывести формулу для коэффициента усиления инвертирующего и не инвертирующего усилителей.

5. Построить передаточную характеристику U_вых ⁼f(U_BX) для инвертирующего усилителя на ОУ, если коэффициент усиления К =10 и напряжение источников питания +10В и -10В

6. Как изменится передаточная характеристика не инвертирующего усилителя на ОУ, если источники питания будут несимметричные (например +12В и -3В)?

7. Построить амплитудно-частотную характеристику усилителя с К=10, если он собран на ОУ с К₀=2000 и f₁ = 8МГц. Характеристику построить в логарифмическом масштабе.

8. Постройте график выходного напряжения интегратора, если в момент времени t₀ к входу приложено синусоидальное напряжение, a U_вых (t₀) = 0.

9. Как изменится график выходного напряжения интегратора, если отсоединить разрядный резистор R_доп , подключаемый параллельно емкости?

10. Какое влияние оказывает амплитуда входного импульса на параметры выходного сигнала интегратора?

11. Почему зависимость выходного напряжения интегратора от времени во время действия входного импульса линейная, а в паузе экспоненциальная?

12. В каком режиме используется ОУ в интеграторе? Почему?

13. Как изменится период генерируемых мультивибратором импульсов, если коэффициент  уменьшать? Увеличивать? Что будет, если .=0?, если  =1?

14. Какое влияние окажет несимметрия источников питания на работу мультивибратора?

15. Перечислите способы, с помощью которых можно изменить соотношение длительностей положительных и отрицательных импульсов мультивибратора?

ЛИТЕРАТУРА.

1. Прянишников В.А. Электроника: Курс лекций. – СПб.: КОРОНА принт, 1998. – 400с.

2. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. – М.: Мир, 1982. – 512 с.

3. Курс лекций.