Экспериментальная проверка результатов расчета

Результаты экспериментальной проверки, приведенные на рис. 7, подтверждают правильность расчета.

Задача 3

Схема на ОУ (рис. 8).

Рис. 8

Дано:

значение напряжений U1, U2изменяются в диапазоне от -12 В до +12В.

Найти:

значения напряжений U1, U2.

Расчет

1. Допустим, что U2-=-12 В. Подставляя значения параметров в UOUT=
= - EE. ROC/RE- E1ROC/R1- E2ROC/R2, получим:

Напряжение U2на инвертирующем входе компаратора равно:

Поскольку напряжение на неинвертирующем входе U2->U2+, начальное допущение о том, что U2=-12 В, верно.

2. Допустим, что U2=+12В.

В этом случае начальное допущение неверно, поскольку U2- > U2+.

Ответ: напряжение U1=5 В, напряжение U2=12 В.

 

 

Экспериментальная проверка результатов расчета

Результаты экспериментальной проверки, приведенные на рис. 8, подтверждают правильность расчета.

Задача 4

Схема на ОУ (рис. 9).

Рис. 9

Дано:

все параметры указаны в схеме.

Найти:

значение напряжений в точках U1, U2.

Расчет

Для составления системы уравнений можно воспользоваться уравнением UOUT=-EE.ROC/RE-E1ROC/R1-E2ROC/R2, составленному по методу узловых потенциалов:

После подстановки и преобразований получаем:

U1=7 - 3,6U1- 14,4;

4,6U1= - 7,4;

U1= - 1,61 В,

U2=1,8( - 1,61+4) » 4,3 B.


Экспериментальная проверка расчета

Результаты экспериментальной проверки, приведенные на рис. 9 подтверждают правильность расчета.

Задача 5

Схема на ОУ (рис. 10).

Рис. 10

Дано:

значение напряжения на выходе изменяется в диапазоне от -12 В до +12 В.

Найти:

зависимость выходного напряжения от входного напряжения и построить график этой зависимости.

Расчет

Пороговые напряжения вычисляются по методу узловых потенциалов:

Ответ: зависимость выходного напряжения от входного имеет гистерезисный характер. Пороговое напряжение при нарастании входного напряжения равно 8 В, при убывании - 0 В. График зависимости приведен на рис. 11.

Рис. 11

Экспериментальная проверка расчета

Измерить пороговые напряжения можно по осциллограммам входного и выходного напряжений. Пороговые напряжения также можно видеть в точках пересечения характеристики, полученной в режиме В/А, с осью абсцисс.

 

Задача 6

Схема на ОУ (рис. 12).

Рис. 12

Дано:

положительный импульс прямоугольной формы, амплитудой 5 В, длительностью 1 мс подан на вход системы. По окончании импульса напряжение на входе схемы равно нулю.

Найти:

напряжение u(t) на выходе.

 

Расчет

Введем обозначения: iвх - входной ток, uвых - выходное напряжение, t=R1C - постоянная времени входной цепи, UC(t) - напряжение на конденсаторе.

1. Рассмотрим интервал импульса 0 <t<tи:

iвх =(5 В/1 к) . е-t/t=5 mA . е-t/t;

t=1к . 0,1 мкФ=0,1 мс;

uвых = -2к . iвх = -10 . е-t/t, В;

UC(tи)=(5В) . (1-е-tи/t) @ 5В, т.к. tи> 3t,

т.е. конденсатор зарядится за время tидо величины, близкой к амплитуде импульса.

 

2. Рассмотрим временной интервал после прохождения импульса -t>tи:

iвх =(UC(tи)/1к) . е-(t-tи)/t =5mA . е-(t-tи)/t ;

uвых = -2к . iвх = -10 . е-(t-tи)/t, В.

Ответ: в интервале 0<t<tи: uвых=-10 . е-t/t,

в интервале t >tи: uвых=-10 . е-(t-tи)/t, tи=1 мс, t=0,1 мс.

Задача 7

Схема на ОУ (рис. 13).

Рис. 13

Дано:

значение напряжения на выходе изменяется в диапазона от -12 В до +12 В.

Найти:

частоту работы мультивибратора, построить осциллограмму напряжений UВЫХ, UС.

Расчет

1. Найдем пороги срабатывания по методу узловых потенциалов:

UП1= 7В, UП2= -5В, t = 0,1 мкФ, 10 к=1 мс.

2) Интервал T1процесс заряда конденсатора до напряжения, равного UП1:

UC(0)=-5 В, UC(¥)=-12 В, UC(T2)=-5 В,

-5=-12-[-12-(+7) ×e-(T2/t),

e(T2/t),=19/7,

T2=t×ln(19/7)» 0,999 мс,

f=1/(T1+T2)=103/(1,223+0,999)» 450 Гц.

По полученным результатам расчета можно построить график временных зависимостей входного и выходного напряжений (рис. 14).

Рис. 14

Рабочее задание