5. Отчёт по итогам испытаний

Отчёт должен содержать:

- схему эксперимента,

- результаты измерений в виде таблиц испытаний,

- результаты расчётов.

Лабораторная работа № 4 Исследование характеристик преобразователя напряжения в ток, построенного на операционном усилителе.

Преобразователи напряжения в ток (их называют генераторами тока) широко используются при передаче сигналов на расстояние. Генераторы тока, построенные на базе операционных усилителей, просты по схеме и отвечают основным требованиям, предъявляемым к устройствам такого назначения: они имеют большое входное и выходное сопротивления. Принципиально важным для генератора тока является высокое выходное сопротивление. Именно это свойство преобразователя обеспечивает малую зависимость параметров передаваемого сигнала от изменяющихся характеристик линии связи и приемного устройства.

1. Цель работы:

Целью данной работы является исследование характеристик генератора тока, построенного на ОУ. В ходе выполнения работы экспериментально определяются выходные характеристики преобразователя (зависимость I_вых от U_вх) для двух отличных друг от друга значений сопротивления приемного устройства (сопротивления нагрузки R_н). На основе анализа экспериментальных данных:

– оценивается степень влияния изменения нагрузки на передачу токового сигнала.

– определяется величина выходного сопротивления исследуемого преобразователя.

2. Синтез схемы преобразователя

Простейшая схема преобразования и передачи токового сигнала показана на рис. 1. Здесь формирователь токового сигнала построен на ОУ. Сигнал в виде тока I_вых передается по проводам линии связи. Свойство приемника сигнала задаются величиной его входного сопротивления R_н.

преобразователь - передатчик линия связи приемник

сигнала сигнала

Рис. 1

При передаче сигналов унифицированных уровней можно положить, что U_вх изменится в диапазоне 0…10В, а I_вых в диапазоне 0…5мА Необходимый коэффициент преобразования задается величиной резистора R₀. Определим его: .

Рассмотренная схема имеет ограниченные возможности в передаче сигнала. Причина этому в следующем. Выходное напряжение микросхемы U_вых согласно рис. 1 складывается из падения напряжения на сопротивлениях R₀ и R_н: U_вых = UR₀ + U_н . При питании микросхемы напряжением Е = 15B U_вых лишь незначительно превышает 10В, в то время как только UR₀ может достигать значения 10 В (UR₀ = I_выхR₀). По этой причине прием сигнала на нагрузке R_н возможен лишь при очень малых значениях этого сопротивления, в то время как в реальных схемах нагрузка приемника может достигать килоомных значений.

Для улучшения эксплуатационных свойств передатчика следует существенно уменьшить значение R₀, что возможно при снижении подводимого к микросхеме входного напряжения. Исследуемая далее схема построена с учетом данного предложения.