Методические указания, страница 2

Компаратор. Компараторы представляют собой ОУ специального назначенияпредназначенные для сравнения по уровню двух входных напряжений искачкообразного изменениявходного напряжения в случае,когда одно из сравниваемыхнапряжений больше другого.Рис. 1510. Ограничитель. Усилитель с ограничением уровня выходного напряжения.Ограничения достигают за счет включения параллельно сопротивлениюобратной связи двух встречно включенных стабилитронов. При подъемевыходного напряжения более UCT + 0,7 В сопротивление обратной связишунтируется и рост их прекращается.12Здесь UCT — напряжение пробоястабилитрона, а 0,7 В - падение напряженияна стабилитроне в прямом, диодномнаправлении.Рис.

1611. Генератор синусных колебаний. Простейшая схема RC-генераторасинусоидальных колебаний на операционном усилителе приведена на рис. 17.В качестве звена обратной связи использован полосовой RC-фильтр. Для.выполнения условия баланса фаз выход звена обратной связи должен бытьподключен к неинвертирующему входу ОУ. Коэффициент усиленияполосового фильтра на средней частоте |b(1)|=1/3. Для выполнения условиябаланса амплитуд ОУ по неинвертирующему входу должен иметькоэффициент усиления К=3.

ПоэтомуRf1=2R1. При строгом выполненииусловия Rf1=2R1 иидеальном ОУ в схемена рис. 17 будутсуществоватьнезатухающиеколебания с частотойf=1/2pRC. Однакоамплитуда этихколебаний не будетопределена.Рис. 17135. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ.Лабораторная установка УМ-16 предназначена для исследования операционныхусилителей. Она состоит из 4-х основных частей: платы исследуемого операционногоусилителя, электронного блока выработки входных сигналов, блока нагрузки и блокапитания.Электронный блок выработки входных сигналов содержит генераторы импульсов1-го и 2-го каналов, коммутатор импульсов, генератор пилообразного напряжения (ГПН)и источник синхронизирующих импульсов. Частота следования входных импульсов75±20% кГц.Схема электронного блока позволяет осуществить:1.Регулировку уровня логического нуля импульсов в пределах от 0 до 7 В.2.Регулировку уровня логической единицы импульсов в пределах от 0 до 8 В.3.Регулировку длительности импульсов от 0.1 до 2.5 мкс.4.Задержку импульсов 1-го канала относительно импульсов 2-го канала на время от0.1 до 2.5 мкс.5.Синхронизацию изображения импульсов на экране осциллографа с помощьюпилообразного сигнала синхронизации амплитудой 2.4 В.Ручки управления электронного блока выведены на лицевую панель ирасположены в правой ее части.

Функциональное назначение каждого органа управленияобозначено условными знаками, в которых стрелка указывает регулируемый параметр.Регулировка времени задержки «t задержки» импульсов 1-го канала относительноимпульсов 2-го канала осуществляется двумя ручками «грубо» и «плавно». Генераторпилообразного напряжения ГПН имеет регулировку амплитуды вырабатуемого сигнала.Длительность прямого хода пилообразного сигнала – 13 мкс, длительность обратногохода – 0.8 мкс.

Источники сигналов подсоединяются к нужному входу на платесоединительными проводами через коммутационные гнезда.Блок нагрузок состоит из магазинов сопротивлений, конденсаторов ииндуктивностей. Каждый магазин содержит по 2 переключателя. Он позволяет изменятьзначения элементов нагрузки: сопротивлений – от 1 кОм до 100 кОм, конденсаторов – от33 нФ до 0.01 мкФ и индуктивностей – от 1 до 500 мкГн. Расположен блок нагрузок вправой части панели. Нагрузка также подсоединяется соединительными проводами черезсоответствующие разъемы.14Для питания ОУ используются 2 источника. Напряжение на их выходах можноменять дискретно в пределах 3 В, 4 В, 5 В, 6.3 В с помощью перемычек и гнезд,расположенных под печатной платой, и плавно в пределах от 0.8 до 1.2 Uном.

Ручкиплавной регулировки расположены в верхней части панели возле вольтметров контроляисточников питания.В данной лабораторной установке используется микросхема NE5532P, котораявключает в себя два операционных усилителя в одном корпусе.Рис. 18. Микросхема NE5532P.Назначение входов микросхемы:1. 1OUT – выход 1-го ОУ2. 1IN- – инвертирующий вход 1-го ОУ3. 1IN+ – неинвертирующий вход 1-го ОУ4. Vcc- – (-) питания5. Vcc+ – (+) питания6. 2OUT – выход 2-го ОУ7. 2IN- – инвертирующий вход 2-го ОУ8.2IN+ – неинвертирующий вход 2-го ОУОбщий вид платы показан нарис.19.

Слева на платерасположены входы ОУ с наборомнагрузок, справа выход ОУ игнездо для подсоединенияпеременной нагрузки в обратнуюсвязь. Также на платерасполагаются перемычки, приустановки которых имеетсявозможность собирать различныесхемы включения ОУ.Рис. 19. Общий вид платы156. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.Установите Uпит1 = 6.5 В, Uпит2 = 6.5 В и подключите в соответствии с рис. 20.Рис. 20. Схема включения питания платы с ОУ.1.Соберите повторитель напряжения (см.

рис. 7): установите перемычку1(JP1), соедините вход 1 с общим проводом и подсоедините входнойсигнал (поочередно импульсный сигнал и пилообразный) ко входу 4.Убедитесь в правильности работы ОУ, последовательно подсоединяявход осциллографа ко входу 4 ОУ и гнезду OUT (выход ОУ). Зарисуйтедиаграммы на входе и выходе ОУ.Снимите перемычку 1, отключите вход 4.2.Соберите инвертирующий усилитель (см. рис.8).:2.1Вход 4 соедините с общим проводом.

Подсоедините входной сигнал(импульсы 1k) ко входу 9, в обратную связь включите переменноесопротивление – подключите сопротивление из блока нагрузок к гнездам 11и OUT, установите Rf=1,5 кОм. Постройте зависимость Uвых от Uвх,изменяя входной сигнал от 0 до 3 В через каждые 0.5 В.Отключите сопротивление Rf и вход 9.2.2Подайте на вход 10 через переменное сопротивление (установитеRf=1,5 кОм) входной сигнал (импульсы 1k), в обратную связь установитесопротивление 1 кОм, установив перемычку 4(JP4). Постройте зависимостьUвых от Uвх, изменяя входной сигнал от 0 до 3 В через каждые 0.5 В.Убедитесь в правильности работы ОУ.Снимите перемычку 4, отключите Rin, отсоедините вход 4 от общегопровода.3.Соберите неинвертирующий усилитель (см.

рис. 9): входной сигнал(импульсы 1-го канала) подайте на вход 4, вход 9 соедините с общим16проводом и подключите сопротивление из блока нагрузок к гнездам 11 иOUT. Убедитесь в правильности работы ОУ. Рассчитайте коэффициентусиления при разных значениях R2.**Отсоедините вход 9 от общего провода, отключите вход 5.4.Соберите инвертирующий сумматор (см. рис. 10):на первый входсумматора (вход 10 платы с ОУ) подайте импульсный сигнал (импульсы1k) через сопротивление из блока нагрузок (установите R1=1кОм) , навторой вход сумматора (вход 9 платы с ОУ) подайте импульсный сигнал(импульсы IIk), вход 4 соедините с общим проводом и подключитесопротивление из блока нагрузок к гнездам 11 и OUT Убедитесь вправильности работы ОУ.. Отключите от входа 9 импульсный сигнал иподайте пилообразный.

Повторите наблюдения. Рассчитайтекоэффициент усиления при разных значениях Rf. Постройте временныедиаграммы для каждой пары сигналов.Вход 4 отсоедините от общего провода, отключите входы 9 и 10.5.Соберите дифференциальный усилитель (см. рис. 11): на первый входдифференциатора (вход 9 платы с ОУ) подайте импульсный сигнал(импульсы Ik); на второй вход дифференциатора (вход 5 платы с ОУ)подайте импульсный сигнал (импульсы IIk), установите перемычку 5(JP5)и подключите сопротивление из блока нагрузок к гнездам 11 и OUT.Убедитесь в правильности работы ОУ. Рассчитайте коэффициентусиления при разных значениях Rf (1; 2,2; 3,3; 6,8 кОм) . Установитеминимально возможную задержку сигнала 1го канала относительно 2го,подберите сопротивление Rf и величину входных сигналов так чтобы навыходе ОУ установилось нулевое значение(близкое к нулю).Снимите перемычку 5, отключите Rf, входы 5 и 9.Примечание: возможно появление скачка напряжения в начале импульса, чтосвязано с ненулевой задержкой 1го канала относительно 2го.6.Соберите интегратор (см.

рис. 12): входной сигнал (импульсы 1k) самплитудой 1В подайте на вход 9, вход 4 соедините с общим проводом иподключите конденсатор из блока нагрузок к гнездам 11 и OUT.Убедитесь в правильности работы ОУ, при изменении емкости обратнойсвязи от 0,33*102 до 10*102 пФ.Отключите вход 9 и конденсатор.**Номинальные значения элементов см. в приложении 1.177.Соберите дифференциатор (см. рис. 13): входной сигнал (импульсы 1k) самплитудой 2В подключите через конденсатор из блока нагрузок ковходу 10, вход 4 соедините с общим проводом и установите перемычку4(JP4).