Е.Н. СОЛОВЬЕВ 3 страница

5. Оформление отчета и анализ полученных результатов

5.1. Согласно п. 4.1 дается краткое описание схем лабораторного макета. Выполняются схемы в соответствии с требованиями ГОСТа.

5.2. Производятся расчеты, предусмотренные разделами 3 и 4, сравниваются результаты экспериментов и теоретических расчетов.

5.3. Вычерчиваются диаграммы входных и выходных напряжений для всех схем с указанием их численных значений.

5.4. Объясняются полученные зависимости.

6. Контрольные вопросы

6.1. Объясните принцип действия функциональных преобразователей с ис­пользованием операционных усилителей и полупроводниковых диодов.

6.2. Назовите элементы, используемые для построения логарифмических преобразователей.

6.3. Укажите главные причины такого явления, как большая чувствитель­ность к изменениям температуры схем логарифмических усилителей без темпе­ратурной компенсации.

6.4. Перечислите области применения устройства сжатия сигналов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника – М.: Высшая школа, 1982. – 495 с.

2. Якубовский СВ. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы. – М: Радио и связь, 1984. – 383 с.

3. Шило Е.Л. Линейные интегральные схемы. — М.: Сов. радио, 1979. – 365 с.

4. Кофлин Р., Дрискол Ф. Операционные усилители и линейные интеграль­ные схемы. – М.: Мир, 1979. – 359 с.

5. Фолкенберри Л. Применение операционных усилителей и линейных ИС. – М: Мир, 1985. – 568 с.

6. Пейтон Дж. Аналоговая электроника на операционных усилителях. – М.: Бином. – 349 с.

7. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники – М.: Мир, 1983. – 598 с.

8. Остапенко Г.С. Усилительные устройства. – М.: Радио и связь, 1989. – 400 с.

9. Вайсбурд Ф.И., Панаев Г.А., Савельев Б.Н. Электронные приборы и усили­тели – М.: Радио и связь, 1987. – 472 с.

10. Цыкина А.В. Электронные усилители. – М.: Радио и связь, 1982. – 288 с.

11. Аронов В.Л., Баюков А.В., Зайцев А.А. Полупроводниковые приборы: Транзисторы: Справочник. – М.: Энергоиздат, 1982. – 904 с.

12. Рутковски Дж. Интегральные операционные усилители: Справочное ру­ководство. – М.: Мир, 1978. – 324 с.

13. Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры/И.В. Новаченко, В.М. Пету­хов, И.П. Блудов, А.В. Юровский. – М.: Радио и связь, 1989. – 384 с.

14. Джонсон Д., Джонсон Дж., Мур Г. Справочник по активным фильтрам. – М.: Энергоиздат, 1983. – 128 с.

Редактор Н. М. Лезина

Техн. редактор А.В.Миних

Издательство Южно-Уральского государственного университета

ИД № 00200 от 28.09.99. Подписано в печать 18.08.2004. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. Усл. печ. л. 2,79. Уч.-изд. л. 2,85. Тираж 100 экз. Заказ 278/338. Цена 22 р.

УОП Издательства. 454080, г. Челябинск, пр. им. В. И. Ленина, 76.

1.

2.

3.

3.1. Ознакомиться с лабораторным макетом № 1 для исследования харак­теристик усилителей на биполярных транзисторах.

3.2. Исследовать схемы эмиттерных повторителей (рис. 1.4, 1.5):

а) измерить входное и выходное сопротивления эмиттерного повторителя (рис. 1.4);

б) рассчитать теоретически значения RBx и Rbbix эмиттерного повторителя (рис. 1.4) и сравнить с экспериментальным значением;

в) определить максимальное значение напряжения неискаженного сигнала для схем, изображенных на рис.1.4 и 1.5.

3.3. Исследовать схему усилителя с общим эмиттером с ООС по перемен­ному току (рис. 1.6).

3.4. Исследовать схему усилителя с общим эмиттером с ООС1. по постоян­ному току (рис. 1.7).

3.5. Исследовать схему дифференциального усилителя (рис. 1.8).

3.6. Исследовать схему двухтактного усилителя на транзисторах (рис. 1.9).

Рис. 1.4. Эмиттерный повторитель- У ПТ без смещения (схема 1 макета)

Рис. 1.5. Эмиттерный повторитель - усилитель переменного тока со смещением (схема 2 макета)

Рис. 1.6. Усилитель с общим эмиттером с ООС по переменному току (схема 3 макета)

Рис. 1.7. Усилитель с общим эмиттером с ООС по постоянному току (схема 4 макета)

Рис. 1.8. Дифференциальный усилитель (схема 5 макета)

4.Экспериментальные исследования

4.1. Ознакомиться с лабораторным макетом и основными параметрами гран in- сторов схем макета.

4.2. Исследовать схему эмиттерного повторителя при отсутствии напряжения смещения.

4.2.1. Использовать для проведения исследований схему 1 макета (рис. 1.4). Переключатель SA1 перевести в замкнутое состояние, SA2 - в положение.!., подать на вход сигнал синусоидальной формы с генератора сигналов частотой 1 кГц. Изменяя амплитуду и частоту входного сигнала в некоторых пределах, пронаблюдать форму выходного сигнала, сравнивая его с входным.

4.2.2. Повторить п. 4.2.1, переключив SA2 в положение - 15 В.

4.3. Измерить входное и выходное сопротивления эмиттерного повторителя.

4.3.1. Установить в схеме 1 макета (рис. 1.4) переключатель SA2 в положение -15 В. Подать на вход XS1 сигнал с генератора ГЗ-111 амплитудой менее 1 В и частотой около 1 кГц. Контролировать входной и выходной сигналы осциллографом С1-93.

Рис. 1.9. Двухтактный усилитель на транзисторах (схема 6 макета)

4.3.2. Вычислить (рассчитать) входное сопротивление R_BX эмиттерного повто­рителя, используя соотношение

4.3.3. Измерить амплитуду U_ВЫХ эмиттерного повторителя при замкнутом и разомкнутом SA1. Приняв значения резисторов R1 и R2 за внутренние значения выходного сопротивления генератора сигнала, рассчитать R_BX. Сравнить экспе­риментальные данные с расчетными.

4.3.4. Вычислить (рассчитать) выходное сопротивление R_ВЫХ эмиттерного по­вторителя, используя соотношение

где Rbых и - выходное сопротивление источника сигнала.

4.3.5. Измерить U_ВЫХ при включенной и отключенной нагрузке (резистор R4) и при замкнутом переключателе SA1. Рассчитать R_ВЫХ по результатам измерений. Сравнить экспериментальные данные с теоретическими.

4.4. Подать на вход XS5 схемы 2 (рис. 1.5) сигнал с генератора и пронаблюдать l/вых при замкнутом и разомкнутом переключателе SA3. Объяснить причину из­менения формы Uвых.

4.5. Исследовать усилитель с общим эмиттером (рис. 1.6).

Подать для проведения исследований на вход XS8 сигнал с генератора и изме­нять его амплитуду и частоту в широких пределах.

Пронаблюдать форму, амплитуду и фазу выходного сигнала при различных ком­бинациях переключателей SA4 и SA5 и величины резистора R9. Объяснить ре­зультаты наблюдений и влияние элементов С7 и R9 на форму выходного сигна­ла.

4.6. Исследовать усилитель с общим эмиттером со смещением с помощью обратной связи по постоянному току (рис. 1.7):

4.6.1. Подать на вход XS9 сигнал с генератора. Переключатель SA6 пере­вести в положение 2. С помощью потенциометра R15 установить рабочую точку (точку покоя) каскада так, чтобы на выходе постоянное напряжение было равно половине напряжения питания.

4.6.2. Включить переключатель «Нагрев» в положение 1 и наблюдать за смещением постоянного уровня на выходе схемы. Выключить «Нагрев».

4.6.3. Перевести переключатель SA6 в положение 1 (замкнуть обратную связь) и повторить п. 4.6.2.

4.6.4. Сравнить результаты наблюдений пп. 4.6.2 и 4.6.3 и сделать выводы.

4.7. Исследовать дифференциальный усилитель на транзисторах (рис. 1.8). Подключить канал 1 осциллографа к выходу XS14 и канал 2 - к выходу XS15, предварительно откалибровав осциллограф. Установить чувствительность вхо­дов 5 В/дел. Измерить величину постоянного напряжения на каждом выходе от­носительно общего провода.

4.7.1. Подать на вход XS13 сигнал с генератора амплитудой менее 1 В. Пронаблюдать выходное напряжение с выходов XS14 и XS15.

4.7.2. Подать тот же сигнал с генератора одновременно на оба входа диф­ференциального каскада. Пронаблюдать выходные сигналы при различных ам­плитудах входного сигнала. По результатам экспериментальных данных рассчи­тать коэффициент ООС.

4.8. Исследовать двухтактный усилитель на транзисторах (рис. 1.9). По­дать сигнал с генератора на вход XS17. Переключатель SA7 перевести в положе­ние 2. Пронаблюдать U_Вых схемы и объяснить причины искажения выходного сигнала.

Переключатель SA7 перевести в положение 1. Сигнал подать на вход XS16. Пронаблюдать U_Bых схемы и объяснить причину отсутствия характерных иска­жений сигнала.

5.Оформление отчета и анализ полученных результатов

5.1. Согласно п. 4.1 дается краткое описание схем макета и паспортных данных транзисторов схем макета. Вычерчиваются схемы макета согласно тре­бованиям ГОСТа.

5.2. Приводятся диаграммы входных и выходных сигналов с обязательным указанием их числовых значений.

5.3 Производятся расчеты, которые требуются в разделе «Эксперимен­тальные исследования», сравниваются результаты теоретических расчетов и экс­периментов.

5.4. Дается объяснение полученным результатам и расхождениям резуль­татов с расчетными.

6.Контрольные вопросы

6.1. Поясните, почему для каскадов с общим эмиттером наблюдается, а для каскадов с общим коллектором отсутствует инвертирование выходного напря­жения сигнала?

6.2. Изобразите цепи питания коллектора, базы и эмиттера биполярного транзистора.

6.3. Каково назначение резисторов в каскаде усилителя с общим эмитте­ром, имеющим цепь смещения рабочей точки током базы?

6.4. Изобразите принципиальную схему и объясните принцип работы эмиттерной стабилизации режима по постоянному току.

6.5. То же самое для коллекторной стабилизации.

6.6. Изобразите семейство выходных статических характеристик для бипо­лярного транзистора и покажите способы построения нагрузочных линий для постоянного и переменного токов.

Лабораторная работа № 2

ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОГО ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ (ОУ) НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ И ЕГО ПАРАМЕТРЫ, ВНОСЯЩИЕ ОШИБКУ В ВЫХОДНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

1. Цель работы

Исследование основных схем включения операционного усилителя (ОУ) на постоянном токе и токах низкой частоты и определение составляющих ошибки в выходном напряжении, обусловленных входными токами смещения и сдвига, а также входным напряжением сдвига.

Рекомендуемая литература [1 -6, 12, 13].

2.Общие сведения

ОУ имеет очень большой коэффициент усиления (К). Поэтому даже ма­лое дифференциальное входное напряжение легко вызывает смещение выходно­го напряжения к его предельному значению. Кроме того, коэффициент усиления ОУ имеет очень большой производственный разброс (до 100%) и зависит от тем­пературы, напряжения питания и т.д. Для повышения стабильности коэффици­ента усиления К и обеспечения требуемой его величины применяются ОУ с внешними отрицательными обратными связями. В зависимости от способа по­дачи входного сигнала на такие схемы их подразделяют на инвертирующие, не­инвертирующие и дифференциальные.

Название «инвертирующий усилитель» говорит о том, что входной сиг­нал подается на инвертирующий вход ОУ, а неинвертирующий вход его зазем­лен. Схема инвертирующего усилителя приведена на рис. 2.1,а. Легко видеть, что эта схема с параллельной отрицательной обратной связью (ООС) по напря­жению.

Обычно глубина ОС берется большой. В этом случае можно приближен­но считать, что U_ВХ.Д^<< U_ВХ и U_ВХ.д ^<<Uвых, т.е. U_ВХ.Д пренебрежимо мало. По этой причине, а также вследствие высокого R_ВХ.Д входной ток ОУ тоже пренеб­режимо мал. Следовательно, величины токов I, протекающих через R1 и через резистор обратной связи Roc (см. рис. 2.1,а), одинаковы и могут быть выражены как через входное, так и через выходное напряжения

откуда коэффициент усиления с ОС

Рис. 2.1. Схемы инвертирующего (а) и неинвертирующего (б) усилителей с ООС

Такой упрощенный подход к определению Кос оказался возможным бла­годаря глубокой обратной связи и большому К.

В неинвертирующем усилителе входной сигнал подается на неинверти­рующий вход ОУ (рис. 2.1,б), а напряжение ОС - по-прежнему на инвертирую­щий (через делитель Roc, R1)• По тем же причинам, что и в инвертирующем усилителе, и_вх.д и 1_ВХ пренебрежимо малы. Поэтому через R1 и R_oc протекает ток I одной и той же величины, причем

Отсюда коэффициент усиления неинвертирующего усилителя с ОС

Схема дифференциального усилителя приведена на рис. 2.2.

Roc

Такой усилитель, как и дифференциальный каскад, обладает способно­стью вычитать входные напряжения U_BХ.1 и U_BХ.2, поданные на его входы относи­тельно земли. Иначе говоря, он усиливает напряжение, действующее между его входами Uвх.д = U_BХ.1 - U_BХ.2 и не реагирует на синфазную помеху.

Для нахождения U_Вых можно воспользоваться принципом суперпозиции. Если U_BХ.1 ⁼ 0, т.е. левый конец резистора R1 заземлен, то получается схема, по­добная показанной на рис. 2.1,б, т.е. неинвертирующий усилитель. Но напряже­ние Ubx.2 ^{на его} вход подается от источника не непосредственно, а через делите­ли R2, R3. Поэтому

Если теперь U_BХ.2 = 0, то Ubx.1будет передаваться так же, как и в инвертирующем усилителе:

Включение между неинвертирующим входом и землей сопротивления величи­ной R2 || R3 практически не влияет на коэффициент передачи, так как входной ток ОУ ничтожно мал и почти не создает на этих сопротивлениях падения на­пряжения. Полное входное напряжение от двух входов по принципу суперпози­ции (с неинвертирующего входа передача сопровождается изменением знака)

т.е. равно разности входных напряжений, создаваемых напряжениями, дейст­вующими на неинвертирующем и инвертирующем входах.

Чтобы Uвых было пропорционально разности входных напряжений нуж­но, чтобы коэффициент передачи усилителя для каждого из U_BХ.1 и U_BХ.2 был один и тот же:

или

откуда . При этом условии

т.е. пропорционально разности входных напряжений и не зависит от их абсо­лютной величины. Иначе говоря, такой усилитель не чувствителен к синфазному входному напряжению. Однако в реальном ОУ синфазный сигнал, к сожалению, все же проходит на выход, хотя и очень слабо.

3.Программа работы

3.1. Ознакомиться с лабораторным макетом 2 для исследования характери­стик ОУ на постоянном токе.

3.2. Исследовать схему включения ОУ в инвертирующем и неинверти­рующем режимах и влияние напряжения смещения на выходное напряжение (рис. 2.4):

а) рассчитать и проверить экспериментально коэффициент усиления Кос инвертирующего и неинвертирующего усилителя;

б) устранить влияние напряжения сдвига ОУ на U_Вых-

3.3 Исследовать схему инвертирующего ОУ с внешней цепью смещения и_Вых (рис. 2.5):

а) устранить влияние Ucm ОУ на U_Вых с помощью внешней цепи сме­щения;

б) рассчитать и измерить идеальный и фактический Кос усилителя.

3.4. Исследовать схему дифференциального усилителя (рис. 2.6):

а) построить передаточную характеристику схемы при подаче U_BX од­новременно на оба входа;

б) определить величину КООС в диапазоне U_BX = -2,0...2,5В;

в) рассчитать и измерить Кос усилителя по инвертирующему и неин­вертирующему входам.

3.5. Измерить и рассчитать токи смещения и сдвига ОУ (рис. 2.7).

4.Экспериментальные исследования

4.1. Ознакомиться с лабораторным стендом. Перед началом работы необходимо изучить паспортные данные ОУ К140УД7 и записать его основные параметры. Следует также ознакомиться с измерительными приборами, необходимыми для выполнения предусмотренных программой измерений, включить их и откалибровать (осциллограф С1-93, вольтметр В7-16А, генератор сигналов ГЗ-112).

4.2. Исследовать схему включения ОУ в инвертирующем и неинвертирующем режимах. Напряжение смещения и его влияние на Uвых ОУ.

4.2.1. Используя схему усилителя на ОУ (рис. 2.4), собрать схему, как по­казано на рис. 2.3.

Установить переключатель SA2 в положение 1. Подключить к выходу DA1 вольтметр В7-16А и параллельно к нему осциллограф С1-93. Измерить вольтметром Uвых и записать его величину.

Вычислить коэффициент усиления усилителя, используя соотношение

Вычислить напряжение смещения ОУ в схеме до его компенсации

R2 100к

Установить переключатель SA2 в замкнутое состояние. Вращая ручку по­тенциометра R5 и одновременно наблюдая изменения Uвых усилителя, добиться ситуации, когда Ubux=0. Проследить за изменением U_Вых при вращении ручки потенциометра в различных направлениях.

4.2.2. Измерить К_OC неинвертирующего усилителя:

а) закоротить инвертирующий вход XS1 схемы 1 макета (рис. 2.4) на об­щий провод:

6') отбалансировать усилитель (см. п. 4.1);

в) рассчитать Кос неинвертирующего усилителя, если переключатель SA1 будет в положении 1,2,3 и предсказать коэффициент усиления усилителя, когда SA4- в положении 4;

г) подать на вход XS2 схемы 1 макета (рис. 2.4) постоянное напряжение 0,5 В и измерить U_Вых. Для всех положений выключателя SA2. Обратить внима­ние на полярность U_Вых. Провести подобные операции для U_BX= —0.5 В.

Рассчитать Кос по результатам экспериментальных измерений и сравнить его величину с рассчитанной;

д) подать на вход XS2 сигнал с генератора сигналов синусоидальной фор­мы. Параллельно генератору подключить вход осциллографа (канал 1). Устано­вить частоту сигнала 1 кГц напряжением (эффективное значение) 0,5 В. Пронаб­людать амплитуду и фазу сигнала одновременно на входе и выходе схемы для всех положений переключателя SA1, подключив к выходу усилителя осцилло­граф (канал 2). Провести подобные операции для U_BX=1 В. Объяснить искажение формы U_Вых при определенных Кос.

4.2.3. Исследовать повторитель напряжения на ОУ. Убрать закорачиваю­щую перемычку со входа XS1 схемы 1 макета (рис.2.4).Установить переключа­тель SA1 в положение 1.

Подать на вход XS2 схемы сигнал постоянного, а затем переменного на­пряжения с амплитудой менее 10 В. Измерить и записать значения входных на­пряжений. Как соотносится для двух видов сигналов (переменного и постоянно­го) отношение U_ВЫХ/U_BХ?

Установить переключатель SA1 в положение 2. Повторить п. 3.2. Изме­нится ли Кос схемы? Почему?

4.2.4. Исследовать инвертирующий усилитель на ОУ. Закоротить инвер­

тирующий вход XS2 схемы 1 макета (рис. 2.4) на общий провод. Подать входной сигнал на вход XS1..

Выполнить все операции аналогично операциям для неинвертирующего усилителя. Провести сравнение результатов исследования этих двух видов вклю­чения ОУ.

4.2.5. Исследовать усилитель с дифференциальным входом. Использовать для проведения исследований схему, изображенную на рис. 2.5.

Рис. 2.4. Усилитель на ОУ (схема 1 макета)

Рис. 2.5. Усилитель с дифференциальным входом (схема 2 макета)

Рис. 2.6. Схема измерения идеального и фактического Кос (схема 3 макета)

Рис. 2.7. Схема измерения тока смещения и сдвига ОУ (схема 4 макета)

Подать на вход XS5 постоянное напряжение с генератора сигналов посто­янного напряжения, а на вход XS6 - переменное напряжение с генератора сигна­лов низкочастотного ГЗ-111.

Пронаблюдать Uвых усилителя при различных входных напряжениях. Проверить соответствие значения Uвых по формуле

Фазу и амплитуду Uвых сравнивать в процессе работы с U_BX, используя два кана­ла осциллографа С1-93. Измерение провести при различных положениях пере­ключателя SA5.

Повторить п. 4.2, подавая постоянное напряжение на вход XS6, а пере­менное - на вход XS5. Сравнить результаты п. 4.2.5.

Соединить входы XS5 и XS6 между собой и измерить при Uвx=0,5 В и Uвx =- 0.5 В. Объяснить результаты, полученные при измерении. Рассчитать КООС.

Подать на вход сигнал с генератора сигналов синусоидальной формы час­тоты 40 Гц. Изменяя амплитуду U_Bx, проследить на двухлучевом осциллографе за изменением Uвых и U_BX. Объяснить результаты наблюдения.

4.2.6. Рассчитать и измерить идеальный и фактический К_ос усилителя. Исследовать внешнюю цепь компенсации напряжения сдвига ОУ.

Использовать для проведения исследований схему 3 макета (рис.2.6). Закоротить вход схемы XS8 на общий провод. Вращая ручку потенцио­метра R17, добиться Uвых=O. Проследить за изменением Uвых усилителя при вращении ручки потенциометра в различном направлении.

Измерить фактический Кос при переменном входном напряжении, ам­плитуда которого равна 10 мВ, а частота 40 Гц.

Рассчитать Кос для схемы, используя выражение

Где , .

Сравнить фактический Кос с идеальным. Как расчет согласуется с изме­нениями?

4.2.7.Измерить токи смещения и сдвига ОУ.

Использовать для проведения исследований схему 4 макета (рис.2.7).

Установить переключатель SA6 в положение 1 (SA6.1 и SA6.2 замкнуты). Вращая потенциометр R20, свести к нулю Uвых-

Перевести переключатель SA6 в положение 2 (SA6.1 разомкнут, SA6.2 замкнут). Измерить Uвых усилителя DA4 и рассчитать Iсм₁ (ток смещения ОУ по инверти­рующему входу)

­ Перевести переключатель SA6 в положение 3 (SA6.1 замкнут, SA6.2 ра­зомкнут). Измерить Uвых ирассчитать Iсм₂ (ток смешения ОУпо инвертирую­щему входу);

Рассчитать Iсдв• Перевести SA6 в положение 4 (SA6.1 и SA6.2 разомкнуты). Из­мерить Uвых

R=R18=R19.

5.Оформление отчета и анализ полученных результатов

5.1.Согласно п. 4.1 дается краткое описание паспортных данных ОУ К140УД7 и схем его включения в лабораторном макете. Приводятся схемы макета, выпол­ненные согласно требованиям ГОСТа.

5.2.Выполняются расчеты, необходимые в разделе «Экспериментальные ис­следования», сравниваются результаты теоретических расчетов и эксперимен­тов.

5.3.Приводятся диаграммы входных и выходных сигналов с обязательным указанием их численных значений, как показано на рис. 2.8.

5.4.Анализируются полученные зависимости и даются критические оценка полученных результатов.

А)

Рис 2.8. Диаграммы входного (а) и выходного (б) сигналов

6.Контрольные вопросы

6.1.Назовите характеристики идеального ОУ.

6.2.Дайте определение напряжения смещения ОУ,

6.3.Назовите основную причину возникновения Uсм и Iсд на входе ОУ на биполярных транзисторах.

6.4.Объясните, почему повторитель напряжения является хорошим бу­ферным каскадом?

6.5.Укажите, что произойдет с Кос, Rbx.oc при увеличении петлевого ко­эффициента усиления.

6.6.Перечислите причины появления сдвига Uвых под действием Iсм.

6.7.Почему Кос идеального ОУ с замкнутой ОС полностью определяется цепью ОС?

6.8.Изложите кратко принцип действия схемы для измерения Icм, исполь­зуемой в лабораторной работе.

6.9.Дайте определение ООС.

6.10.Укажите, почему усиление синфазного сигнала нежелательно.

6.11.Назовите два основных фактора, приводящих к появлению темпера­турного дрейфа ОУ.

6.12.Каково главное преимущество ОУ со стабилизацией прерыванием?

Лабораторная работа №3

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ИНТЕГРАЛЬНЫХ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ.

ИНТЕГРАТОР И ДИФФЕРЕНЦИАТОР, СУММИРУЮЩИЕ СХЕМЫ

1.Цель работы

Исследование динамических характеристик ОУ, способов частотной кор­рекции его амплитудно-частотной характеристики, схем интегратора и диффе­ренциатора на основе ОУ, суммирующих схем.

Рекомендуемая литература [1-6, 12. 13].

2.Общие сведения

Если ОУ используется для усиления сигналов переменного тока, то важное значение приобретают его параметры, зависящие от частоты этого сигнала. Они называются динамическими параметрами.

Следует различать, какой величины переменные напряжения на выходе ОУ: малой (с амплитудой ниже 1 В) или большой (с амплитудой свыше 1 В). Ес­ли на выходе только сигналы переменного напряжения малой величины, то важ­ными параметрами ОУ, ограничивающими его возможности, являются шумы и амплитудно-частотная характеристика (АЧХ). Если на выходе ожидаются сигна­лы переменного напряжения большой величины, то параметр ОУ, называемый

максимальной скоростью нарастания выходного напряжения, определяет, будет ли О У вносить искажения в этот сигнал или нет.

В идеальном случае ОУ должен иметь полосу пропускания, равную бесконечности. Это означает, что если, например, для сигналов постоянного тока усиление ОУ равно 80 дБ. то оно должно иметь такую же величину и для сигна­лов в диапазоне от звуковых частот до радиочастот. Однако, как показано на рис.