Эксперимент 2. Исследование работы схемы в режиме сумми- рования постоянного и переменного напряжений

а) Снятие осциллограмм и измерение напряжений в исследуемой схеме

Постоянная составляющая выходного напряжения

(измерение)                                                                        U_0ВЫХ =          

Амплитуда переменной составляющей выходного напряжения (измерение)                                                                        U_ВЫХ =

Рисунок 12.6 – Осциллограммы сигналов схемы для случая суммирования постоянного и переменного напряжения при R ₂ = 5 кОм

б) Расчет постоянной составляющей и амплитуды выходного напряжения в исследуемой схеме

Амплитуда напряжения первого суммируемого сигнала    U ₁ = 1 В Напряжение второго суммируемого сигнала       U ₂ = 1 В

Постоянная составляющая выходного напряжения (расчет)

Амплитуда переменной составляющей выходного

U 0ВЫХ =       

напряжения (расчет)                                                              U_ВЫХ =        

в) Снятие осциллограмм и измерение напряжений в схеме при изменении параметров ее элементов

Рисунок 12.7 – Осциллограммы сигналов схемы для случая суммирования постоянного и переменного напряжения при R ₂ = 2,5 кОм

Постоянная составляющая выходного напряжения

(измерение)                                                                                U_0ВЫХ =     

Амплитуда переменной составляющей выходного

напряжения (измерение)                                                           U_ВЫХ =       

г) Расчет постоянной составляющей и амплитуды выходного напряжения схемы при изменении параметров ее элементов

Амплитуда напряжения первого суммируемого сигнала U ₁ = 1 В Напряжение второго суммируемого сигнала                U ₂ = 1 В Постоянная составляющая выходного напряжения

(расчет)                                                                                      U_0ВЫХ =     

Амплитуда переменной составляющей выходного

напряжения (расчет)                                                                 U_ВЫХ =     

 

Эксперимент 3. Исследование работы схемы в режиме сумми- рования переменных напряжений

а) Снятие осциллограмм и измерение напряжений в исследуемой схеме

Рисунок 12.8 – Осциллограммы сигналов схемы для случая суммирования переменных напряжений

 

 

Амплитуды входных напряжений (измерение)        U ₁ = U ₂ =        

Амплитуда переменной составляющей выходного

напряжения (измерение)                                                      U_ВЫХ =            

б) Расчет амплитуды выходного напряжения исследуемой схемы

Амплитуда напряжения первого суммируемого

сигнала                                                                                 U ₁ = 1 В

Амплитуда напряжения второго суммируемого

сигнала                                                                                 U ₂ = 1 В

Амплитуда переменной составляющей выходного

напряжения (расчет)                                                          U_ВЫХ =            

 

Дифференцирующие и интегрирующие схемы на основе ОУ

Цель работы

1. Исследование схемы интегратора на ОУ.

2. Анализ влияния входных воздействий на выходной сигнал инте- гратора.

3. Исследование влияния параметров элементов интегратора на выходной сигнал.

4. Исследование схемы дифференциатора на ОУ.

5. Анализ влияния входных воздействий на выходной сигнал диф- ференциатора.

6. Исследование влияния параметров элементов дифференциатора на выходной сигнал.

 

Приборы и элементы

Мультиметр – группа Instruments Осциллограф – группа Instruments Функциональный генератор – группа Instruments

Операционный усилитель LM741 – группа Analog ICs

Резисторы – группа Basic

Конденсаторы – группа Basic

Краткие сведения из теории

На основе ОУ можно построить почти идеальные интеграторы. На рис. 13.1 показана простая схема, выполняющая эту функцию.

 

 

 

Выходное напряжение схемы U_вых связано с входным напряжением

U_вх следующими соотношениями:

 

U       dU                                    1 ^t

  вх = - C вых,

U в ых = -

ò U в х d t + c on s t.

R         dt

RC 0

 

Недостатком этой схемы является дрейф выходного напряжения, обусловленный напряжением смещения и входными токами ОУ.

Это нежелательное явление можно ослабить, если к конденсатору С подключить резистор R ₂ с большим сопротивлением (рис. 13.2), обеспечивающий стабилизацию рабочей точки за счет обратной связи постоянному току. Резистор обратной связи R ₂ предотвращает также насыщение ОУ после заряда конденсатора, когда ток через конденсатор станет равным нулю. Выходное напряжение этой схемы при подаче на нее скачка  входного напряжения амплитудой U_вх изменяется в соответствии с выражением:

R 2 é

 

æ t öù

U в ых = - U вх R

ê1 - expç - R C ÷ú

1 ë     è

2 øû.

На начальном интервале переходного процесса при t << 4 R 2 C, изме-

нение выходного напряжения U_вых будет достаточно близко к линей- ному и скорость его изменения может быть вычислена из выражения:

D U в ых = -  U вх.

           

D t   R 1 C

Для схемы дифференциатора (рис. 13.3) выходное напряжение U_вых пропорционально скорости изменения входного сигнала и вычисля- ется по формуле:

U = - R C D U вх  .

в ых

2     D t