В.Н. Бородянко - Электрические цепи и основы электроники (Методические указания к проведению лабораторных работ) (1119803), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Значение резистора Я4 и величину емкости конденсатора С2 установить в соответствии с указанием преподавателя. 3.2.2, Снять н построить амплитудно-частотную характеристику фильтра прн заданных параметрах элементов фильтра. Результаты измерения занести в табл, 5. Таблица 5 3. '.3. Изменить ПО указанию преподавателя параметры элементов фильтра. Снять и построить амплитудно-частотную характеристику фильтра при новых параметрах элементов фильтра. 3.3, Исследование нивертирующего интегратора 3.3.! .
Собрать схему ннвертирующего интегратора согласно рнс. 14. Величину емкости конденсатора С2 установить в соответствии с указанием преподавателя. Подключить к входу усилителя функциональный генератор, Установить заданную частоту и амплитуду прямоуголыюго выходного сигнала генератора. Форму, амплитуду, период и частоту входного и выходного сигналов интегратора контролировать осциллографом. 3.3.2, Зарисовать в одном масштабе осциллограммы входного У,„.
и выходного Рис. 15 Рис. 14 б„.,„напряжений интегратора прн подаче на вход сигналов прямоугольной формы от функционального генератора. Определить амплитуды У„, „, и У„, „, длительность г„, период?'и часготу Г входного и выходного сигналов. 3.4. Исследование двухвходового компаратора. 3,4,1, Собрать схему двухвходового компаратора согласно рис.
15. В качестве Опорного напряжения с!оп ис!!Ользоват[~ регулируемое напряжение, снимаемое с гнезда ХЗ, К инвер!!!ру!Ощему входу подключить функциональный генератор, используя у него Выход «-». Установить заданную частоту переменного напряжения и заданное значение опорного напряжения. 3.4.2. Снять осциллограммы входных и выходных напряжений, иллюстрирующих работу компаратора при сравнении постоянного ~опорного) и переменного напряжений. 4. Содержание отчета а) Наименование и цель работы; б) принципиальные электрические схемы включения исследуемых электронных устройств; в) результаты экспериментального исследования и прОВеденных по 1$нм расчетов, помешенные в соответствующие таблицы; г) амплитудная характеристика и амплитудно-частотные характеристики с результатами расчетов, осциллограммы напряжений; д) выводы о свойствах операционного усилителя и исследованных устройств.
Б. Контрольные вопросы 1. Что такое амплитудная характеристика? 2. Что такое амплитудно-частотная характеристика? 3. Что такое инвертирующий и неинвертнрующий входы ОУ? 4. Какая обратная связь используется в инвертирующем усилителе, выполненном на ОУ? 5, Как рассчитать коэффициент усиления инвер !э!ру!Ощего усилителя? 6. Как экспериментально Определить коэффициент усиления усилителя? 7. Какая обратная связь используется в инвертирующем интеграторе? 8. Как определить с помогцью осциллограф амплитуду, длительность, период и частоту выходных сигналов интегратора? 9. Что такое активный фильтр? 10.
Как определить по амплитудно-частотной характеристике полосу и ропусканил частот <1И!льтра? 1 1. От каких элсме!Г! 06 схемы зависит полоса пропускания фильтра? 12, Каково назначение компаратора? 13, По каким схемам может быть построен компаратор? Работа № 7. МУЛЬ'~ИВИБРАТОР ИА О1ЖРАЦИОНОМ УСЛИ~КЛК 1.
Цель работы Изучение схемы включения и основных характеристик симметричного и несимметричного мультивибрагоров, выполненных на базе операционного усилителя. 2. Пояснении к работе Мультнвибратором называется электронное устройство с двумя временно устойчивыми состояниями, представляющее собой генератор импульсов прямоугольной формы. Обычно они служат для запуска в работу других импульсных устройств.
Наиболее распространены мультивибраторы на основе операционного усилителя, Различают симметричные и несимметричны мультивибраторы, У первых длительность прямоугольных импульсов и интервалы времени между ними равны, у вторых различны. В данной работе исследуется работа симметричного мультивнбратора, схема включения которого изображена на рис. 1. Операционный усилитель здесь играет роль компаратора. Рассмотрим работу мультивибратора.
На неинвертирующий вход операционного усилителя подается опорное напряжение 130 с делителя напряжения на резисторах Ю и ЛЗ, а на инвертнрующий вход — напряжение конденсатора Ун интегрирующей цепочки Я1С1, Предположим, что конденсатор С1 был разряжен, т.е. 0~ ~=0 Й1 !Гри1 =1~ (рнс. 2), анри вкл~оченнн электропитания в момент 1~ выходное напряжение Ывя стало положительным. В таком случае из-за положительной обратной связи Щ~ > 0!, осуществляемой цепью Ю 1ГЗ, неинвертирующий вход операционного С1 ! усилителя будет под положите3! ьным ~Звыхх потснцпалом. Э Го приводит к дальнейщему лавинообразному повьшгению выходного НЯПРЯЖЕНИЯ Ьвьв МЯКСИМЯЛЬНОГО ЗПИЧЕНИЯ ВЫХОДНОГО НаПРЯЖЕНИЯ Уаых и1ах.
КОНДЕНСатОР й2 КЗ ' С1 с момента времени й заряжается током . ,!ЗО через резистор 1х'1 с постоянной времени г = ИС1. В это время на неинвертирующем входе поддерживается постоянное напряжение 130 = Ьсых пах АЗI('Л2 +ЛЗ1, Рис. 1 В момент времени о (рис. 2) напряжение на конденсаторе достигает опорного напряжения И~.
Операционный усилитель срабатывает как компаратор. Выходное напряжение У х и опорное напряжение с1а изменяют знак. Так как напряжение на конденсаторе не может измениться скачком, то, начиная с момента времени 12, происходит перезаряд конденсатора. -Оаых К4, ХОМ К5, кОм С1, ЯФ С2, НФ 20; 50; 100; 150: 200 200; 400 6,3; 1О 1,5; 10 3. Порядок выполнении работы 3.1. Ознакомиться с лабораторной установкой (модуль операционного усилителя, осциллограф). 3.2.
Для исследования симметричного мультивибратора собрать на модуле «Операционный усилитель» схему в соответствии с рис. 3, Установить заданные преподавателем значения параметров элементов схемы. Подключить осциллограф для снятия осциллограмм напряжений. В соответствии с заданными значениями параметров элементов схемы расс 1итать период и частоту следования выходных импульсов мультивибратора. Предъявить схему для проверки преподавател1о. Напряжение на конденсаторе б~с стремитсЯ к напрЯжению -Уаых ~тип. Однако конденсатор не успевает зарядиться до этого напряжения, т.к. в момент времени гз напряжение на кем достигает величины по напряжения -И па инвертиру1ощем входе операционного усилителя и произойдет О очередное переключение компаратора.
После этого перекл1очения напряжение на конденсаторе И..' начинает стремиться к Ььых 1ВОХ. Ваых Выходное иа111эяже1П1е 8 симметричного мультивибратора на паых операционгюм усилителе представляет собой разнополярные прямоугольные импульсы с амплитудой, равной ВЫХОДНЫМ ПГП1РЯЖЕНИЯМ Ьеыхини И -1.1хых тат с периодом следования Т=2!И С1 1п~1+2 ЯЗ/А21.1 0'~ . Частота следования импульсов ~= 1 /Т. Рис. 2 В несимметричном мультивибраторе интервалы времени зарядки конденсатора 12- гэ и времени его разрядки ~з- 12 различнь1. Это достигается включением в цепь обратной связи параллельно двух различных резисторов: один для зарядки„а другой для разрядки конденсатора.
Последовательно с резистором включается диод, прямое направление которого соответствует току зарядки или току разрядки конденсатора. В габл, 1 приведены параметры элементов модуля операционного усилителя. Таблица 1 3.3. В капо чить электропитание стенда, модуля и осциллографа. Зарисовать ОСЦИЛЛОГРВММЫ ИВПРЯЖЕНИЯ живых!11 На ВЫХОДЕ мультивибратора и на инвертируюгцем входе операционного усилителя с!~ф. Определить масштабы осциллограмм, а также период следования импульсов и их часто~у. Сравнить расчетное значение частоты следования импульсов мультивибратора с их экспериментальным значением. 3,4. Исследовать влияние параметров схемы на частоту следования импульсов мультивибратора.
Для этого изменить по указаии!О преподаВателя значения резисторОВ Л4 и 1!4, а также конденсатора С2. Зарисовать осциллограммы напряжения Ув:ф на выходе мультиВибратора и на иивертирующем Входе Опе Определить масштабы осциллограмм, а также перно частоту. 3.5. Для исследования несимметричного мультивибратора собрать на модуле «Операционный усилитель» схему В соответстВии с рис. 4, Использовать выпрямительиый диод И)1 модуля диодов.
Установить заданные преподавателем значения !гар11метрОВ элементов схемы, Подкл1очить осциллограф для снятия осциллограмм напряжений. Иредъявить схему для проверки преподавателю. Включить электропитание стенда„ модуля и осциллогра!11а. Зарис!1ваг1, ~~ци~лограммы напряжения Ьвыхф на ВыхОде мультиВибратора и ега иивертиру1О1цеы Входе Операционного усилителя Ь';ф. Определить масштабы осциллограмм, а также период следования импульсов и их частоту.
Определить соотношение времени положительного и отрицательного импульсов, Рис. 3 рационного усилителя с!~!'1)). д следования импульсов и их Рис. 4 3,7. Исследовать юшяпие величины сопротивления Л4 соотношение времени положительного и отрицательного импульсов па выходе мультивибратора, 4. Содержание отчета Отчет по работе должен содержать: а) наименование и цель работы; 6) схему экспериментов; В) экспериментальные осциллограммы; г) расчетные результаты; д) ВЫВОДЫ О свойствах исследова~ных схем. 83 5. Контрольные вопросы 1. Что такое «мультивибратор»? 2. Пояснить принцип работы симметричного мультивибратора, З,Какую функцию выполняет операционный усилитель в схеме мульти вибратора? 4, Какие отличия в схемах симметричного и несимметричного мультцвибратора? 5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
