5. Обработка результатов эксперимента.

5.1. По результатам эксперимента построить график амплитудной характеристики операционного усилителя с отрицательной обратной связью. Экспериментальные точки, соответствующие линейному участку характеристики, аппроксимировать прямой.

5.2. По полученной амплитудной характеристике определить коэффициент усиления операционного усилителя с отрицательной обратной связью: (где: – приращение выходного сигнала, а – приращение входного сигнала, вызвавшего изменение выхода на величину ). Следует отметить, что для определения коэффициента усиления необходимо выбирать линейный участок амплитудной характеристики.

5.3. Рассчитать коэффициент усиления микросхемы, используя следующую зависимость:

5.4. По данным графика амплитудной характеристики определить коэффициент линейности характеристики и коэффициент насыщения характеристики . Здесь – максимальное значение линейного участка характеристики (см. рис. 2), а – максимальное значение на участке насыщения характеристики (см. рис. 2).

6. Отчёт по итогам испытаний

Отчёт должен содержать:

1. принципиальную электрическую схему исследования ОУ;

2. таблицу с результатами испытаний;

3. график амплитудной характеристики;

4. результаты расчётов , , а также и .

Лабораторная работа № 2 Выполнение вычислительных операций на операционных усилителях

1. Цель работы:

1.1. Реализация на операционном усилителе следующих вычислительных операций:

- умножение входного сигнала на коэффициент ;

- алгебраическое суммирование сигналов;

- интегрирование входного сигнала.

1.2. Оценка погрешности выполнения вычислительных операций.

2. Экспериментальные схемы.

Электрические принципиальные схемы, реализующие различные вычислительные операции (см. рис.1-рис.5), собираются на специализированном стенде, содержащем операционный усилитель (ОУ), а также цепи из резисторов и конденсаторов.

Рисунок 1. Схема на ОУ, реализующая операцию умножения входного сигнала на постоянный коэффициент с инвертированием.

Рисунок 2. Схема на ОУ, реализующая операцию умножения входного сигнала на постоянный коэффициент без инвертирования.

Рисунок 3. Схема на ОУ, реализующая операцию дифференциального умножения входных сигналов.

Рис.4. Алгебраический сумматор.

Рис.5. Интегрирующее звено.

На рис.1, рис.2, и рис.3 – схемы для выполнения операций умножения сигнала на коэффициент (соответственно: инвертирующий, не инвертирующий и дифференцированный умножители на К).

Схема, показанная на рис.4 позволяет выполнять операции алгебраического суммирования сигналов:

На рис. 5 показана схема интегратора, построенного на операционном усилителе. Схема реализует функцию: (Т – постоянная времени интегратора).

3. Эксперимент.

3.1. В процессе испытаний схем определить напряжение для 3-4 значений (или 3-4 комбинаций входов, если их несколько). Следить, чтобы значения и не превышали +10 В. По окончании испытаний определить точные значения резисторов и .

3.2. В случае исследования характеристик интегратора (см. рис. 5) необходимо:

• установить , равное 1,00 в , не подводя его ко входу интегратора;

• обнулить интегратор: замкнуть накоротко на 2-3 сек. гнёзда подключения конденсатора С₄;

• ввести в интегратор входное воздействие, равное U_вх: соединить выход источника напряжения со входом схемы, включить секундомер;

• через интервалы времени в 15 с измерять напряжение на выходе интегратора.