62472 (597562), страница 7

Файл №597562 62472 (Исследование полупроводниковых приборов) 7 страница62472 (597562) страница 72016-07-30СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Значения Uвх1 = const, Uвх2 = const берутся из таблицы вариантов. При построении временных диаграмм считать, что Uвх1 и Uвх2 являются постоянными напряжениями. Напряжение насыщения усилителя Uн± = 7В.

Работа №6

Исследование суммирующего усилителя

Цель работы

Изучение схемы суммирующего усилителя на основе операционного усилителя.

Теоретическая часть

Для суммирующего усилителя используется инвертирующее включение операционного усилителя. В этой схеме действует параллельная отрицательная обратная связь по напряжению (рис.1). Сопротивление обратной связи Rос соединяет точки 6 и 2.

Схема усилителя приведена на рис.1.

Рис.1. Схема суммирующего усилителя

Пусть на инвертирующий вход поступают два сигнала Uвх1 и Uвх2, которые подключаются к точке 2 через резисторы R2 и R4. Операционный усилитель является идеальным усилителем напряжения, поэтому для него iвхи≈0, где iвхи – входной ток инвертирующего входа. Тогда точка 2 является виртуальным нулем и справедливо уравнение

i1 + i2 = iос. (1)

Значения токов определяются из соотношений:

i1 = ; i2 = ; iос = . (2)

Выражения (2) подставляются в выражение (1):

+ = – , Uвых = – (Uвх1 + Uвх2 ), (3)

где , называются масштабными коэффициентами. Знак минус говорит об инверсии результата суммирования.

Масштабные коэффициенты применяются для того, чтобы усилитель работал на линейном участке амплитудной характеристики. Если необходимо ослабить значения Uвх1 и Uвх2, то < 1 и < 1. Если сумма наибольших значений Uвх1 и Uвх2 не превышает значения напряжения насыщения, то масштабные коэффициенты равны единице, а выражение (3) принимает вид:

Uвых = – (Uвх1 + Uвх2). (4)

Экспериментальная часть

  1. Снятие амплитудной характеристики усилителя.

Снять амплитудные характеристики усилителя: Uвых = F(Uвх1) при Uвх2 = const и Uвых = F(Uвх2) при Uвх1 = const. Источники постоянных напряжений находятся на лабораторном стенде. При снятии характеристики установить заданное значение сопротивления обратной связи Rос.

  1. Суммирование импульсных напряжений.

Снять осциллограммы входных и выходных напряжений при разном времени задержки двух импульсов. Амплитуды импульсных напряжений установить согласно таблице вариантов, а время задержки импульсов – опытным путем.

  1. Измерение переходных искажений.

При работе усилителя с периодическим импульсным сигналом переходные искажения проявляются в изменении времени фронта и среза импульса, а также вершины импульса.

    1. В




      начале установить Uвх2=0 и работать от одного импульса.

З




америть времена фронта у входного (Uвх1) и выходного импульса (рис. 2).

Р

0

0

ис.2. Измерение фронтов импульсов:

tф – время фронта; tс – время среза

    1. Изменением амплитуды входного сигнала uвх1 при uвх2=0 добиться искажения вершины импульса. Зарисовать осциллограммы uвх1(t) и uвых(t).

    2. Установить uвх1≠0 и uвх2≠0 и зарисовать осциллограммы uвх1(t) и uвх2(t) и uвых(t).

  1. Оформление отчета.

По результатам опыта построить амплитудные характеристики и обработать осциллограммы.

Контрольные вопросы

  1. Почему операционный усилитель является идеальным усилителем напряжения?

  2. Что такое «виртуальный ноль» операционного усилителя?

  3. Раскрыть назначение масштабных коэффициентов.

  4. Как определить вид обратной связи в схеме суммирующего усилителя?

  5. Чем ограничена величина суммирующих напряжений?

  6. Какое влияние на работу усилителя оказывает резистор R5?

  7. Нужна ли балансировка суммирующего усилителя?

  8. Что называется переходными искажениями?

  9. Как определяются времена фронта и среза импульса?

  10. Что такое переходные искажения в области малых времен и в области больших времен?

Таблица вариантов

№ вар.

Rос, кОм

Uвх1, В

Uвх2, В

№ вар.

Rос, кОм

Uвх1, В

Uвх2, В

1

6,8

6,5

1,0

13

4,7

1,0

1,0

2

10,0

1,0

0,5

14

6,8

1,5

1,5

3

22,0

1,5

1,0

15

10,0

2,0

2,0

4

33,0

2,0

1,5

16

22,0

2,5

2,5

5

47,0

2,5

2,5

17

33,0

3,0

3,0

6

100,0

3,0

3,0

18

47,0

4,0

4,0

7

4,7

0,5

0,5

19

6,8

2,0

2,0

8

6,8

1,0

1,0

20

10,0

2,5

2,5

9

10,0

1,5

1,5

21

22,0

3,0

3,0

10

22,0

2,0

2,0

22

33,0

3,5

3,5

11

33,0

2,5

2,5

23

47,0

4,0

4,0

12

47,0

3,0

3,0

24

6,8

2,0

2,0

Примечание: студенты, получившие подвариант А – строят амплитудную характеристику Uвых = F (Uвх2) для Uвх1 = const, Uвх2 = var; подвариант Б – строят амплитудную характеристику Uвых = F (Uвх1) для Uвх1 = var, Uвх2 = const; подвариант В – временные диаграммы uвх1(t), uвх2(t), uвых(t). Напряжение насыщения усилителя Uн± = 7 В.

Работа №7

Исследование усилителей на основе операционного усилителя

Цель работы

Изучение схем инвертирующего и неинвертирующего включения операционного усилителя.

Теоретическая часть

Схема инвертирующего усилителя приведена на рис.1. В цепи обратной связи усилителя включен резистор R3, который создает параллельную отрицательную обратную связь по напряжению. Отрицательная обратная связь стабилизирует работу усилителя, то есть уменьшает дрейф нуля.

Рис.1. Схема инвертирующего усилителя

Пусть операционный усилитель является идеальным усилителем напряжения, тогда ток инвертирующего входа отсутствует, то есть Iвхи = 0. В этом случае точка 2 является виртуальным нулем, поэтому I = Iос (1). Значение токов определяются из соотношений:

, . (2)

Знак минус в значении тока Iос говорит о повороте фазы сигнала на выходе. На основании условия (1) получается выражение: (3), откуда определяется коэффициент усиления по напряжению усилителя с обратной связью: (4).

Коэффициент усиления по напряжению кос не зависит от коэффициента усиления операционного усилителя коу, так как петлевое усиление β*коу подчиняется соотношению β*коу >>1, где β – коэффициент передачи цепи обратной связи по напряжению. Амплитудная характеристика усилителя приведена на рис.2. Выходное напряжение изменяется до значения насыщения Uн±. Линейный участок амплитудной характеристики лежит в пределах изменения входного напряжения ΔUлин. По амплитудной характеристике определяется коэффициент усиления по напряжению:

(5).

Амплитудно-частотная характеристика усилителя представляет собой зависимость амплитуды выходного напряжения от частоты при постоянной амплитуде входного напряжения: Uвыхm = F(f) при Uвхm = const. Амплитуда входного сигнала выбирается на линейном участке амплитудной характеристики. Из-за неизменной амплитуды Uвхm коэффициент усиления по напряжению Кос будет изменяться так же, как и амплитуда выходного напряжения, то есть амплитудно-частотная характеристика усилителя определяется не только как Uвыхm, но и как Кос = F(f). Амплитудно-частотная характеристика приведена на рис.3.

Рис.3. Амплитудно-частотная характеристика

В усилителе отсутствует разделительный конденсатор и трансформаторы, поэтому он пропускает и усиливает постоянный ток и низкочастотные составляющие сигнала. Уменьшение выходного напряжения происходит в области высоких частот за счет паразитных емкостей, действующих параллельно входу и выходу усилителя.

Пусть усиление на низкой частоте происходит с коэффициентом К0. При уменьшении коэффициента в раз или на 3 дб определяется полоса пропускания усилителя. Коэффициент частотных искажений на верхних частотах определяется из выражения .

Схема неинвертирующего усилителя приведена на рис.4.

Рис.4. Схема неинвертирующего усилителя

В схеме усилителя введена последовательная отрицательная обратная связь по напряжению. Из условия идеальности операционного усилителя получается равенство потенциалов на инвертирующем и неинвертирующем входах:

U2 = U3. (1)

Р

0

Uвх

ис.5. Амплитудные характеристики неинвертирующего усилителя для трех значений Rос



Значение потенциалов в точках 2 и 3 определяется из соотношения

, (2)

U3 = eг. (3)

Характеристики

Тип файла
Документ
Размер
14,21 Mb
Тип материала
Учебное заведение
Неизвестно

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6480
Авторов
на СтудИзбе
303
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее