Лабораторная работа №1. 1.Исследование неинвертирующего усилителя на основе ОУ

температурных графиков и сделайте выводы о достаточности или недостаточности производительности конкретного циркуляционного насоса для системы отопления оговоренной выше

 

Лабораторная работа №1

по дисциплине «Схемотехника»

Исследование инвертирующих и неинвертирующих усилителей на основе ОУ

 

Выполнили: студенты 412 группы ФЭТ

Козлов А.А.
Леонтьев И.А. Проверил: Юшков И.С.

 

 

Саранск 2012

1. Исследование неинвертирующего усилителя на основе ОУ

Исходные данные: R 1 = 100 Ом, R 2 = 1 кОм, R 3 = 2 кОм, R 4 = 5 кОм,
R 5 = 10 кОм,, R 6 = 100 кОм.

Рисунок 1.1 – Исходная схема

1.1. Соберем электрическую цепь – рисунок 1.2, согласно схеме - рисунок 1.1

Рисунок 1.2 – Электрическая цепь неинвертирующего усилителя на основе ОУ

1.2. Подключим 1 канал осциллографа к неинвертирующему входу ОУ, а 2 канал – к его выходу.

1.3. С помощью генератора синусоидальных сигналов ГСустановим на входе усилителя с частотой .

1.4. Зарисуем осциллограммы входного и выходного напряжений неинвертирующего усилителя (рис. 1.3) и измерим угол сдвига фаз между ними.

Рисунок 1.3 – Осциллограммы входного и выходного напряжений неинвертирующего усилителя на ОУ

Из осциллограмм входного и выходного напряжений видно, что угол сдвига фаз между ними

1.5. Подключим второй канал осциллографа к точке «а» (рис.1.1) и сравним сигналы на неинвертирующем и инвертирующем входах ОУ (рис.1.4).

Рисунок 1.4 – Осциллограммы сигналов на неинвертирующем и инвертирующем входах ОУ

 

 

1.6. Измерим выходное напряжение U вых усилителя. Результаты измерений занесем в таблицу 1.1.

Таблица 1.1

	R 3	R 4	R 5	R 6
U вых, В	1.5		5.51	50.56
K уэ
K ур

Произведем расчет коэффициентов K уэ и K ур, используя формулы 1.1 и 1.2.

(1.1)

, (1.2)
где – коэффициент обратной связи усилителя; М сф =1– коэффициент ослабления синфазного сигнала ОУ.

1.7. Последовательно заменяем резистор R 3 в цепи обратной связи резисторами R 4, R 5, R 6 до тех пор, пока ОУ находится в линейном режиме (контролируя это с помощью осциллографа), снова измеряем выходное напряжение U вых усилителя и заносим результаты в таблицу1.

1.8. Снимем логарифмическую амплитудно-частотную характеристику (ЛАЧХ) неинвертирующего усилителя (рис.1.5). Для этого снова включаем в цепь обратной связи резистор R 3 и, устанавливая частоту генератора согласно ряду f = =(20, 50, 100) *10 n, где n = 0, 1, 2, 3, …, измеряем выходное напряжение U вых, пока оно не окажется равным или меньше входного (U вых ≤ U вх). Результаты измерений занесем в таблицу 1.2.

 

Таблица 1.2

f, кГц
U вых, В	1.5	1.484	1.44	1.381	1.125	0.984	0.735	0.596	0.5
L (f)	9.542	9.4493	9.1878	8.8245	7.0437	5.8805	3.3463	1.5255

Рисунок 1.5 – ЛАЧХ неивертирующего усилителя на ОУ

2. Исследование инвертирующего усилителя на основе ОУ

Исходные данные: R 1 = 100 Ом, R 2 = 1 кОм, R 3 = 2 кОм, R 4 = 5 кОм,
R 5 = 10 кОм,, R 6 = 100 кОм.

Рисунок 2.1 – Исходная схема

 

2.1. Соберем электрическую цепь – рисунок 2.2, согласно схеме - рисунок 2.1

Рисунок 2.2 – Электрическая цепь инвертирующего усилителя на основе ОУ

2.2. Проведем экспериментальные исследования согласно пунктам 1.3.–1.8.. Полученные в результате исследования данные занесем соответственно в таблицы 2.1 и 2.2.

Рисунок 2.3 – Осциллограммы входного, выходного и на инвертирющем входе напряжений

Из осциллограмм, показанных а рисунке 2.3, видно, что, что угол сдвига фаз между входным и выходным сигналами

 

Таблица 2.1

	R 3	R 4	R 5	R 6
U вых, В	-1	-2.5	-5	-50
K уэ	-2	-5	-10	-100
K ур	-2	-5	-10	-100

Произведем расчет коэффициентов K уэ и K ур, используя формулы 1.1 и 1.2.

(2.1)

, (2.2)
где – коэффициент обратной связи усилителя; М сф =1– коэффициент ослабления синфазного сигнала ОУ.

Таблица 2.2

f, кГц
U вых, В		0.989	0.973	0.97	0.92	0.84	0.68	0.59	0.5
L (f)	6.02	5.9245	5.7829	5.756	5.2964	4.5062	2.6708	1.4376

Рисунок 2.4 – ЛАЧХ инвертирующего усилителя на ОУ

3. Обработка данных

Таблица 3.1		R 3	R 4	R 5	R 6
Неинвертирующий усилитель	U вых, В	1.5		5.51	50.56
K уэ
K ур
Инвертирующий усилитель	U вых, В	-1	-2.5	-5	-50
K уэ	-2	-5	-10	-100
K ур	-2	-5	-10	-100

 

Таблица 3.2	f, кГц
Неинвертирующий усилитель		1.5	1.484	1.44	1.381	1.125	0.98	0.74	0.6	0.5
L (f)	9.5	9.45	9.19	8.82	7.04	5.88	3.35	1.53
Инвертирующий усилитель	f, кГц
		0.989	0.973	0.97	0.92	0.84	0.68	0.59	0.5
L (f)	6.02	5.92	5.78	5.75	5.3	4.51	2.67	1.44

 

Рисунок 3 – ЛАЧХ неивертирующего и инвертирующего усилителей на ОУ