Лабораторная работа №2. 1. Исследование основных схем включения операционных усилителей.

Операционный усилитель (ОУ, OpAmp) — усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и, как правило, единственным выходом, имеющий высокий коэффициент усиления. ОУ почти всегда используются в схемах с глубокой отрицательной обратной связью, которая, благодаря высокому коэффициенту усиления ОУ, полностью определяет коэффициент передачи полученной схемы. В настоящее время ОУ получили широкое применение как в виде отдельных чипов, так и в виде функциональных блоков в составе более сложных интегральных схем. Такая популярность обусловлена тем, что ОУ является универсальным блоком с характеристиками, близкими к идеальным, на основе которого можно построить множество различных электронных узлов.

Цель работы: изучение основных схем включения операционных усилителей (ОУ), определение параметров и характеристик усилительных устройств на базе ОУ.

 

Исследование инвертирующего усилителя

1. Произвести расчет параметров схемы инвертирующего усилителя на базе ОУ. Тип ОУ задается преподавателем. В среде системы схемотехнического моделирования МС9 создать схему инвертирующего усилителя на ОУ. На Рис.14 приведен пример построения схемы.

 

Рис.14. Схема инвертирующего усилителя.

 

Выполнить расчет схемы во временной области при различных значениях сопротивления R1. Для этого выполнить моделирование схемы в режиме Analysis/Transient analysis. В окне “Transient analysis limits” задать выводимые временные диаграммы и пределы изменения величин по амплитуде сигналов и времени. Для запуска расчета нажать RUN (Запуск).

На Рис. 15 и Рис. 16 в качестве примера приведены результаты моделирования для вышеприведенной схемы.

 

Рис. 15. Установка значений для моделирования переходного анализа и диалоговое окно Stepping

 

Рис. 16. Результат анализа переходных процессов.

 

В рассмотренном примере производится расчет процессов при изменении параметра R1 от 10 до 150 кОм с шагом 20 кОм, задаваемом в диалоговом окне Stepping.

2. Исследовать АЧХ усилителя. Для этого произвести моделирование схемы в режиме AC Analysis. Пример моделирования при изменении R1 от 10 до 50 кОм с шагом 10 кОм приведен на Рис. 17. Результат частотного анализа – на Рис. 18

Рис. 17. Установка значений для частотного анализа и диалоговое окно Stepping.

 

Рис. 18. Результат частотного анализа.

 

3. Произвести курсорные измерения коэффициентов усиления по постоянному току и сравнить их значения с расчетными. Сделать соответствующие выводы.

4. Рассчитать входные и выходные сопротивления усилителя при различных коэффициентах усиления.

Содержание отчета:

1. Цель работы;

2. Схема устройства, окно задания параметров моделирования.

3. Результаты моделирования.

4. Вывод.