Лабораторная работа исследование параметров операционного усилителя. Исследование аналоговых устройств на основе операционного усилителя
жүктеу/скачать 69,28 Kb.
|
10-11Лаб
- Бұл бет үшін навигация:
- Контрольные вопросы
|
10-11–ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Исследование параметров операционного усилителя. Исследование аналоговых устройств на основе операционного усилителя. Цель работы: изучить методы измерения параметров операционного усилителя. 1. Подготовка к лабораторным работам: Интегрированный усилитель (ОУ) представляет собой универсальный аналоговый чип. Это широкополосный усилитель переменного тока, выполненный на двухвходовом дифференциальном усилителе, сигнал, генерируемый на выходе, равен разности входных сигналов. Он также называется операционным усилителем из-за способности выполнять различные математические операции над входными сигналами, используя цепочку обратной связи на его выходе. В зависимости от выбора выходной цепочки, OУ может использоваться для выполнения сложения, умножения, умножения, усреднения, интегрирования, дифференцирования, логарифмизации и других операций. Точность операций выше, чем выше коэффициент усиления OУ, тем больше входное сопротивление и тем меньше выходное сопротивление. Количество параметров, характеризующих ОУ, достигает нескольких десятков значений. К ним относятся: - коэффициент усиления ОУ обратной связи - K U. Значение обратной связи K U составляет от нескольких десятков до сотен тысяч; - скорость входного сигнала затем передается класс - К TA.SF . Оценивает возможность отключения сигналов, передаваемых на оба входа ОК. Как правило, K та .SF выражается в децибелах: - - напряжение сдвига на входе - U SIL . Эта величина определяет значение напряжения, которое необходимо подать на вход, чтобы напряжение на выходе OK было равно нулю. Этот размер характеризует, что ОУ не является идеальным и основан на том факте, что транзисторы во входном каскаде не совпадают. Обычно значение U SIL выражено в милливольтах-десяти милливольтах; - входные токи - я кир. Указывает ток, протекающий на входах, когда выходное напряжение равно нулю. Эти токи объясняются базовыми токами входных биполярных транзисторов или током утечки в затворе, если полевые транзисторы используются во входном каскаде ОК. Обычно значение I KIR составляет наноампер - десять микроампер (10 -10 10 -15 определяет в А); - разница входных токов I кир - может достигать 10 ... 20%. Эта величина указывает, что входной каскад OУ не является симметричным; - скорость нарастания выходного напряжения V у. CHIQ - это отношение изменения значения U ChIQ от его номинального значения от 10% до 90% времени, затраченного на эти изменения; - частота усиления блока - f 1 . Эта величина представляет собой частоту входного сигнала, при которой усиление напряжения в ОУ равно единице. Эта величина определяет частотный диапазон сигналов, которые могут усиливаться ОУ. 10 .1. На рисунках а, б показаны символы ОУ, приведенные на диаграммах, и функции выходов. 1 - неинвертирующий вход ОУ; 2 - ОУ инвертирующего входа; 3,4 - выходы, служащие для подключения с амплитудой; 5.6 - выходы, служащие для подключения балансировочных внешних элементов; 7 - ОУ на выходе; 8 - подключение выхода источника напряжения к положительному сигнальному электроду; 9 - соединение выхода источника напряжения с отрицательным сигнальным электродом; 10 - выход соединения схемы с нулевым выходом (нулевым потенциалом). а) б) Рисунок 10 .1. Условный знак ОК приведен в цепях (а) и функциях выходов (б). Расположение, параметры и схемы редактирования выходов ОК, которые изучаются в лаборатории, приведены в приложении. Имейте в виду, что схемы на основе ОУ могут не включать существующие исходные цепочки и стандартные схемы редактирования. 2. Задание для лабораторных работ: Нарисуйте символ ОУ, исследуемый из приложения (с номерами вывода и элементом редактирования), и запишите граничные значения. 2.1. ОУ Определите пороговое значение усиления. Чем больше значение, тем сложнее его измерить напрямую. Следовательно, значение K U получается в результате расчета. 2.1.1. 10 .2 - Соберите схему, показанную на рисунке (розетка «ОУ» приведена в приложении). (Следует отметить, что хотя схема редактирования схемы собрана, ее схема не показана. Позднее элемент источника E3 также не указывается). 2.1.2. Установить синусоидальный сигнал на выходе генератора (1) с амплитудой U g = l V и частотой f r = l0..20 Гц. В это время на экране осциллографа (2) должен наблюдаться сигнал с искажением формы (при наличии искажений следует уменьшить U r ). Рисунок 10 .2. Схема измерения. 2.1.Z. Используя вольтметр (3) , измерьте переменное напряжение U1 (между точкой «A» и общим проводом) и U вых , затем определите K U по следующей формуле: 2.2. Рассчитайте нормальное напряжение сдвига ( U SIL ) и входной ток ( I KIR ). Поскольку эти величины имеют небольшие значения, их трудно измерить напрямую. Поэтому они определяются с использованием вычислений. 2.2.1. Соберите схему в соответствии с рисунком 7.3 (на схеме не показаны исходные и монтажные цепочки). 2.2.2. Установите переподключатель P1 (вместо резистора R1), соединяющий неинвертирующий вход OK (обозначенный знаком «+» на схеме) с общим проводом. Запишите значение постоянного напряжения U CHIK1, указанное вольтметром . 2.2.3. Снимите реконнектор P1 и установите его посередине общего кабеля резистора R1 с неинвертирующим входом OK. В это время показания вольтметра изменятся. Запишите это значение как U CHIK2 . 2.2.4. Это напряжение сдвига относительно знака значений ChIK1 и U ChIQ2 и ОК входной ток I кир 10.3-расм. Ўлчаш схемаси. 2,3. OK Скорость увеличения выходного напряжения V u. Измерение CHIQ . 2.3.1. 10 .4 - Соберите схему в соответствии с рисунком (источник не показан на диаграмме). Сигнал ( U g ) на выходе генератора должен быть установлен таким образом, чтобы напряжение на выходе каскада ОК было близко к максимальному предельному значению U CHIQ , то есть синусоидальный сигнал на выходе близок к предельному значению, но не ограничивается. В это время выбираем частоту генератора значительно меньшую (0,1 ... 1кГц). Рисунок 10 .4. Схема измерения. 2.3.2. Увеличьте частоту генератора и наблюдайте осциллограмму выходного сигнала. Расширение будет уменьшено близко к треугольной форме (10.5). 2.3.3. Измерьте вертикальность полученной осциллограммы, установив частоту генератора порядка нескольких десятков кГц, а также откалибровав напряжение в канале «Y» и скорость распространения (мкс / бол) (Рисунок 10.5). Рисунок 10 .5. Осциллограмма выходного сигнала. Содержание отчета: - ОУ паспортных инструкций и редактируемых схем на стадии изучения; - Схемы измерения параметров ОУ и полученных результатов. Контрольные вопросы 1. Какие требования к параметрам «Идеал» ОУ? 2. Почему ОУ не может работать без анализа частотных характеристик? 3. Объясните значение параметра напряжения сдвига OУ. 4. ОУ. Объясните физический смысл параметров среднего значения входного тока и разности входных токов. На каких входных сигналах они измеряются? 5. Объясните физический смысл параметра скорости увеличения выходного напряжения. жүктеу/скачать 69,28 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|