Выполнение лабораторной работы. Операционным усилителем (ОУ) называется усилитель постоянного тока, имеющий коэффициент усиления по напряжению >1000

Операционным усилителем (ОУ) называется усилитель постоянного тока, имеющий коэффициент усиления по напряжению >1000. ОУ выполняются в виде интегральной полупроводниковой микросхемы, которая содержит несколько транзисторных каскадов усиления напряжения (причем входной каскад всегда выполняется по дифференциальной, параллельно-симметричной схеме), выходной каскад усиления тока и цепи согласования каскадов между собой. Для питания ОУ используется двуполярное симметричное напряжение. ОУ имеет инвертирующий, неинвертирующий входы и выводы для подключения цепей частотной коррекции и резистора подстройки нуля выхода

Основными схемами включения ОУ является инвертирующая и неинвертирующая. В зависимости от значений резисторов или других элементов, на базе ОУ можно реализовывать различные функциональные устройства.

 

1.Неинвертирующий усилитель постоянного напряжения.

 

 

,

Значение R₃ принять равным 1 кОм, R₂ - 20 кОм. Рассчитать значение резистора R₁ для реализации k=2.

Собрать схему. Подать входное напряжение 1 В. Измеряя значение выходного напряжения, убедиться в совпадении расчетных и экспериментальных данных.

 

 

2.Инвертирующий усилитель постоянного напряжения.

,

Значение R₃ принять равным 1 кОм, R₂ - 20 кОм. Рассчитать значение резистора R₁ для реализации k=0.5, 1.0, 2.0.

Собрать схему. Подать входное напряжение 1 В. Измеряя значение выходного напряжения убедиться в совпадении расчетных и экспериментальных данных.

3.Инвертирующий усилитель переменного напряжения.

 

, , Z_ОС = R₂

 

Значение R₃ принять равным 1 кОм, R₂ - 20 кОм, R₁ - 2 кОм.

Рассчитать значение конденсатора С1, при котором коэффициент усиления при частоте 10 кГц составит 1.5.

Собрать схему. Подать на вход напряжение генератора, амплитудой 1.0 В.

Изменяя частоту входного сигнала от 100 Гц до 10000 Гц, снять зависимость амплитуды выходного напряжения от частоты.

 

В отчете представить:

1.Схему неинвертирующего включения ОУ в режиме усилителя постоянного напряжения, расчет значений резисторов.

2.Схему инвертирующего включения ОУ в режиме усилителя постоянного напряжения, расчет значений резисторов.

3.Схему инвертирующего включения ОУ в режиме усилителя переменного напряжения, расчет значения конденсатора.

4.График зависимости Uвых = F(fвх).

 

Контрольные вопросы

1.Что называется операционным усилителем?

2.В чем отличие идеального операционного усилителя от реального? Перечислите основные свойства идеального ОУ.

3.Какие параметры характеризуют усилительные свойства операционного усилителя?

4.Каким образом влияет отрицательная обратная связь на работу операционного усилителя (назовите, какие параметры усилителя ухудшаются, а какие улучшаются)?

5.Для чего необходима компенсация входных токов и напряжения смещения нуля?

6.Как изменяется коэффициент усиления по напряжению операционного усилителя с ростом частоты входного сигнала?

7.Может ли разность напряжений на инвертирующем и неинвертирующем входах операционного усилителя принимать значения при инвертирующей схеме включения: 0,001 В; 0,01 В; 1 В; 10 В?