Собрать схему сумматора на базе ОУ согласно рисунку 7. 4

Лабораторная работа № 7

Исследование работы сумматора и пропорционального усилителя на базе операционного усилителя.

Цель работы:Изучить работу сумматора трёх сигналов на базе операционного усилителя; изучить работу пропорционального усилителя на базе операционного усилителя в инвертирующем включении.

Оборудование и аппаратура:

1.Лабораторный макет № 7.

2.Микросхема ОУ Х1 – LM (аналог К140УД7).

3.РV1 - вольтметр постоянного тока 30В.

4.РV2 - вольтметр переменного тока 6В.

5.Источник питания. ОУ U₄ и U₅ = 20 В - величина источника.

6.Генератор сигналов звуковой частоты учебный. U₁ = 1 В - амплитуда генератора, f = 1кГц – частота генератора.

7.Осциллограф.

Методические указания:

ОУ обладают большим коэффициентом усиления (до нескольких миллионов), широкой полосой пропускания (до 1.00 МГц), высоким входным сопротивлением (до нескольких МОм), низким выходным сопротивлением (сотни Ом и ниже) и малым дрейфом нуля. ОУ обозначаются в виде треугольника или прямоугольника. Инвертирующий вход обозначается кружком или знаком « — ». Неинвертирующий вход никак не обозначается или обозначается знаком « + » (рисунок 7.1).

Рисунок 7. 1.

Операционные усилители получили свое название потому, что раньше они использовались в аналоговых вычислительных машинах для выполнения операций суммирования, умножения, интегрирования, дифференцирования и т. д. ОУ используется также для построения усилителей с заданными свойствами, ген ераторов, стабилизаторов напряжений и токов и т. д.

 

Рисунок 7. 2.

 

Каскады на операционных усилителях могут быть инвертирующими и неинвертирующими (рисунок 7. 2). Инвертирующий каскад обладает хорошими усилительными свойствами, а неинвертирующий - большим входным сопротивлением. В этих схемах: R8 обеспечивает глубокую отрицательную ОС по постоянному и переменному току; CI, R9 и С2, R11 - цепи коррекции АЧХ; R6 может отсутствовать, а сопротивление R7 равно сопротивлению источника сигнала; R12, R13 - делитель, создающий напряжение ОС.

Порядок выполнения работы:

Собрать схему пропорционального усилителя на базе ОУ согласно рисунку 7. 3.

2.Задать в качестве суммирующих источников значения U_l = 1B,U₂ = 2B,U₃ = 3B. Измения интервал времени снять значения выходного напряжения. Полученные результаты занести в таблицу 7. 1.

3.Рассчитать по формуле напряжение на выходе и сравнить с полученными.

Собрать схему сумматора на базе ОУ согласно рисунку 7. 4.

5.Произвести анализ схемы с помощью осциллографа. Для этого изменяя входное напряжения генератора, определить выходное напряжение усилителя. Полученные результаты занести в таблицу 7. 2.Определить коэффициент усиления по графикам и теоретически при заданных значениях сопротивлений.

6.Изменяя сопротивления R1 от 10 кОм до 1 кОм с шагом 1 кОм, определить значения выходного напряжения. Полученные результаты занести в таблицу 7. 3.Получить графики работы усилителя на базе ОУ при различных значениях сопротивлений. Определить минимальную величину R1, при которой усилитель не входит в насыщение.

7.Оформить отчет по работе.

Рисунок 7. 4. Рисунок 7. 3.

 

Таблица 7.1.

t,с	0,1	0,4	0,3
UВЫХ , В

Таблица 7. 2.

Частота f, кГц	0,01	0,05	0,10	0,50	1,0	2,0	5,0	10,0
UВЫХ, мB

Таблица 7. 3

R1, кОм
UВЫХ, B

U_BЫХ = U_{BЫХ 1} + U_{BЫХ 2} + U_{BЫХ 3.}

U_{BЫХ l} = U₁ ·R₄ / R_{1 .} U_{BЫХ 2} = U₂ ·R₄ / R_{2 .} U_{BЫХ 3} = U₃ ·R₄ / R_{3 .}

К_U = Um_BЫХ / Um_BХ .

 

Содержание отчета:

1.Тема работы и цель работы.

2.Оснащение.

3.Схемы сумматора и пропорционального усилителя на базе операционного усилителя.

4.Таблицы измерений и вычислений.

5.Графики работы сумматора и пропорционального усилителя на базе операционного усилителя.

6.Выводы.

Теоретические вопросы для подготовки к лабораторной работе:

 

1.Назначение операционных усилителей.

2.Принцип работы сумматора.

3.Какие параметры ОУ вы знаете.

4.Схемы включения ОУ.

5. Назначение и виды обратной связи.