Файл: Г. Л. ШтрапенинВ. Т. ШныревЭлектроника и схемотехника.pdf

---

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2
ИЗУЧЕНИЕ ТРАНЗИСТОРНОГО УСИЛИТЕЛЯ
С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ
2.1.
Цель работы: исследование влияния отрицательной обратной связи на показатели качества работы УЗЧ.
2.2.
Краткие сведения из теории
Для уменьшения всех видов искажений сигнала в усилитель звуковой частоты вводится отрицательная обратная связь (ООС), при которой часть вы- ходного напряжения подается на вход усилителя в противофазе с входным сиг- налом.
По способу подачи на вход УЗЧ напряжения обратной связи различаются схемы с последовательной (рис. 2.1, а) и параллельной ООС (рис. 2.1, б), а по способу снятия напряжения обратной связи с выхода УЗЧ различают схемы с
ООС по току (рис. 2.1, а) и по напряжению (рис. 2.1, б).
а
б
Рис. 2.1. Обратные связи в УЗЧ:
а – последовательная по току; б – параллельная по напряжению
Четырехполюсник К на структурных схемах изображает усилитель с ко- эффициентом усиления
( )
к еxp
= ×
j
&
К К
j
,
а четырехполюсник b – цепь обратной связи с коэффициентом передачи
К&
b&
I
вых
U
вых
U
вх
К&
b&
Z
1
U
вых
Z
2
U
вх
U
ос
U
ос

14
( )
ос
β
вых
β
β еxp
=
= ×
j
&
&
&
U
j
U
,
где К и b – модули коэффициентов передачи усилителя и цепи обратной связи,
а j
к и
j b
– сдвиги фаз, вносимые усилителем и цепью обратной связи в выход- ной сигнал.
Введение ООС в УЗЧ уменьшает его коэффициент усиления К
оос
, и он становится равным оос
1 β
=
+
К
К
К
Однако все другие показатели качества работы УЗЧ с отрицательной об- ратной связью улучшаются. Частотная характеристика становится более равно- мерной, расширяется полоса усиливаемых усилителем частот, уменьшаются частотные искажения сигнала в рабочем диапазоне частот F
н
... F
в
(рис. 2.2).
Рис. 2.2. Частотные характеристики УЗЧ
а – без ООС; б – с ООС
При введении ООС расширяется линейный участок амплитудной харак- теристики, что сопровождается уменьшением нелинейных искажений.

15
Рис. 2.3. Амплитудные характеристики УЗЧ
а – без ООС; б – с ООС
На величину входного R
вх и выходного R
вых сопротивлений введение ООС
влияет следующим образом. Последовательная ООС увеличивает входное со- противление усилителя, а параллельная – уменьшает в (1+
bК) раз по сравне- нию с R
вх
УЗЧ без обратной связи. Обратная связь по току увеличивает выход- ное сопротивление УЗЧ, а ООС по напряжению уменьшает R
вых в (1+
bК) раз.
Частотнозависимая ООС позволяет произвести коррекцию АЧХ УЗЧ в соответствии с техническим заданием на разработку усилителя, обеспечивая подъем или спад характеристики на требуемом участке диапазона усиливаемых частот.
В качестве примера УЗЧ с отрицательной обратной связью рассмотрим схему, представленную на рис. 2.4. Включение резистора R4 создает в усилите- ле последовательную ООС по току.
Рис. 2.4. Принципиальная схема УЗЧ с ООС
Коэффициент обратной связи равен ос
4
вых эн
β
=
=
U
R
U
R
,
где эн
R
– эквивалентное сопротивление нагрузки

16
н
3
н
3
эн
R
R
R
R
R
+
=
,
а R
н
– входное сопротивление следующего каскада.
СХЕМА ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
Принципиальная схема исследуемого усилителя изображена на рис. 2.5, а на рис. 2.6 – функциональная схема установки для изучения влияния ООС на параметры усилителя.
Рис. 2.5. Принципиальная схема исследуемого УЗЧ
Рис. 2.6. Функциональная схема установки для изучения УЗЧ с ООС:
ГС – генератор сигналов, ОСЦ – осциллограф
2.3. Порядок выполнения работы
Соберите установки согласно рис. 2.5 и 2.6.
Включите тумблер «Сеть» базового блока.
Установите частоту генератора сигналов ГС 1000 Гц.
Установите рабочее смещение на базе VT 1, соответствующее середине линейного участка ВАХ. С этой целью:
ГС
УЗЧ
Осц.

17
- подключите осциллограф к входу усилителя;
- установите на ГС амплитуду напряжения U
вх
» 0,5 В;
- подключите осциллограф к выходу усилителя;
- изменяя сопротивление переменного резистора R1, добейтесь симмет- ричного ограничения выходного напряжения U
вых
;
- подключите осциллограф к входу усилителя;
- установите на ГС амплитуду напряжения U
вх
» 0,05 В.
2.3.1. Исследование влияния отрицательной обратной связи на амплитуд- но-частотную характеристику УЗЧ.
Снимите АЧХ УЗЧ для значения емкости С3 = 10 мкФ (без ООС). Резуль- таты занесите в табл. 2.1.
Таблица 2.1
F, Гц
50 100 500 1000 5000 10000 50000 100000
U
вых
, В
К = U
вых
/U
вх lg F
Снимите АЧХ УЗЧ без конденсатора С3 (С3 = 0, с последовательной
ООС по току). Результаты также занесите в таблицу, аналогичную табл. 2.1.
Определите полосу пропускания УЗЧ с ОС и без ОС.
Сделайте выводы о влиянии ООС на коэффициент усиления и полосу пропускания усилителя.
2.3.2.
Исследование влияния ООС на нелинейные искажения
Установите амплитуду входного напряжения U
вх
= 0,5 В и частоту
F = 1000 Гц.
Зарисуйте осциллограмму выходного напряжения для случаев
С3 = 10 мкФ (без ООС) и С3 = 0 (с ООС).
Сделайте выводы о влиянии ООС на нелинейные искажения усилителя.
2.3.3. Исследование влияния ООС на амплитудную характеристику УЗЧ
Установите частоту входного сигнала F = 1000 Гц.
Изменяя амплитуду входного сигнала, снимите амплитудную характери- стику УЗЧ, т. е. зависимость U
вых
= f(U
вх
) для случаев С3 = 0 (с ООС) и
С3 = 10 мкФ (без ООС).
Результаты занесите в табл. 2.2.
Таблица 2.2
U
вх
, В
0 0,05 0,1 0,15 0,2

18
U
вых
, В с ООС
U
вых
, В без ООС
Сделайте выводы о влиянии ООС на амплитудную характеристику и диа- пазон входных напряжений усилителя.
2.4.
Выполнение лабораторной работы с использованием программы моделирования электронных устройств Multisim
2.4.1.
Соберите схему для исследования транзисторного усилителя с возможностью подключения отрицательной обратной связи (ООС) по току,
приведенную на рис. 2.7. Верхнее положение переключателя Space (управляет- ся клавишей «Пробел»), соответствует включенной ООС, нижнее – отключен- ной.
Рис. 2.7. Принципиальная схема для изучения транзисторного усилителя с отрицательной обратной связью
2.4.2.
Установите частоту выходного напряжения генератора 1 кГц, ам- плитуду – 10 мВ, режим работы вольтметра на измерение переменного напря- жения (AC), масштаб по оси времени осциллографа – 0,2 мс/дел, чувствитель- ность канала А – 10 мВ/дел, канала В – 1 В/дел, диапазон частот измерителя частотных характеристик 1 Гц – 10 МГц, диапазон амплитуд – 0
¼50 дБ, мас- штаб по обеим осям – логарифмический.
2.4.3.
Установите переключатель в нижнее положение (без ООС). Ак- тивизируйте схему, по показаниям вольтметра определите коэффициент усиле- ния по напряжению, а также срисуйте АЧХ усилителя с экрана измерителя час- тотных характеристик. Определите верхнюю и нижнюю граничные частоты на уровне – 3 дБ.

19 2.4.4.
Установите переключатель в верхнее положение (с ООС). Повто- рите действия п. 2.4.3, АЧХ срисуйте на тот же график. Сделайте выводы о влиянии ООС на коэффициент усиления усилителя и диапазон усиливаемых частот.
2.4.5.
Увеличьте амплитуду входного напряжения до 100 мВ. Настрой- те осциллограф так, чтобы изображение сигналов «входило» в экран наилуч- шим образом. Зарисуйте осциллограммы выходных напряжений для схем без
ООС и с ООС. Сделайте выводы о влиянии ООС на нелинейные искажения.
2.4.6.
Для схем без ООС и с ООС снимите и зарисуйте амплитудные характеристики усилителя, т. е. зависимость U
вых
(U
вх
). Амплитуду входного на- пряжения U
вх изменяйте согласно таблице 2.2, туда же занесите результаты из- мерений U
вых
. Сделайте выводы о влиянии ООС на диапазон входных напряже- ний.
2.5.
Содержание отчета
Цель работы.
Принципиальная схема усилителя и функциональная схема установки для проведения эксперимента.
Данные эксперимента – АЧХ УЗЧ с ООС и без ООС (показать влияние
ООС на полосу пропускания УЗЧ), амплитудные характеристики с ООС и без
ООС.
Выводы.
2.6. Контрольные вопросы
Что такое обратная связь и с какой целью она вводится в усилитель?
Какие виды обратных связей Вы знаете?
Что такое коэффициент обратной связи?
Как влияет обратная связь на коэффициент усиления усилителя?
Как влияет обратная связь на ход амплитудно-частотной характери- стики УЗЧ?
Как влияет обратная связь на частотные и нелинейные искажения сиг- нала?
Каково влияние обратной связи на амплитудную характеристику уси- лителя?
Как влияет обратная связь на выходное сопротивление усилителя?
Как влияет обратная связь на входное сопротивление усилителя?
Изобразите схему усилителя с отрицательной обратной связью по то- ку.
Изобразите схему усилителя с отрицательной обратной связью по на- пряжению.

20
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3
ИЗУЧЕНИЕ ЭМИТТЕРНОГО ПОВТОРИТЕЛЯ
3.1.
Цель работы: изучение схемы и принципа работы эмиттерного по- вторителя, исследование влияния параметров схемы на амплитудно-частотную характеристику эмиттерного повторителя и искажения импульсного сигнала.
3.2.
Краткие сведения из теории
Эмиттерный повторитель – это усилительный каскад с общим коллекто- ром, у которого сопротивление нагрузки включено в цепь эмиттера (рис. 3.1) со стопроцентной последовательной отрицательной обратной связью (
b = -1) по напряжению. Действительно, все выходное напряжение сигнала, выделяемое на сопротивлении R
э
, складываясь с напряжением сигнала U
бэ
, образует входное напряжение бэ эп вых эп вх
U
U
U
+
=
Коэффициент передачи по напряжению эмиттерного повторителя меньше единицы
1
бэ эп вых эп вых эп вх эп вых эп
<
+
=
=
U
U
U
U
U
К
Эмиттерный повторитель не изменяет и фазу выходного сигнала, что и определило название схемы – повторитель.
Рис. 3.1. Эмиттерный повторитель

21
При отсутствии усиления по напряжению эмиттерный повторитель имеет достаточно высокий коэффициент усиления по току и мощности, а поскольку эмиттерный повторитель является каскадом с последовательной отрицательной обратной связью по напряжению, то по сравнению с каскадом с общим эмитте- ром, он имеет большее входное сопротивление, которое зависит от сопротивле- ния нагрузки R
э

для переменного тока.
(
)
э э
21
э
11
б бк эп вх
1
R
h
h
I
U
R
+
+
=
=

,
где U
бк
– напряжение база-коллектор;
I
б
– входной ток базы;
h
11э,
h
21э
– входное сопротивление и коэффициент передачи по току тран- зистора, включенного по схеме с общим эмиттером.
В то же время эмиттерный повторитель имеет малое выходное сопротив- ление R
вых
Обладая малым выходным и большим входным сопротивлениями, эмит- терный повторитель нашел широкое применение как согласующий каскад при работе с высокоомными источниками сигнала.
Кроме того, эмиттерный повторитель имеет широкую полосу пропуска- ния, что обусловливает малые частотные искажения сигнала, а при усилении импульсных сигналов – малые величины искажений выходных импульсов: дли- тельности фронта t
ф и спада вершины
D (рис. 3.2.).
Рис. 3.2. Искажения импульса на выходе усилителя

22
На формирование фронта импульса на выходе эмиттерного повторителя большое влияние оказывает величина емкости нагрузки C
н
, чем больше C
н
, тем больше t
ф
На формирование вершины выходного импульса оказывает влияние ем- кость разделительного конденсатора С
р
, чем меньше величина С
р
, тем больше спад вершины
D выходного импульса.
СХЕМА ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
Рис. 3.3. Принципиальная схема исследуемого эмиттерного повторителя (ЭП)
Рис. 3.4. Функциональные схемы установок для изучения ЭП
3.3. Порядок выполнения работы
Соберите установки согласно рис. 3.3 и 3.4.
Включите тумблер «Сеть» базового блока.
Установите частоту генератора сигналов ГС 1000
Гц, амплитуду
U
вх
» 0,5 В, форма выходного сигнала – синусоида.
ГС
ГПИ
ЭП
Осц.
В
ЭП

23 3.3.1.
Исследование влияния элементов схемы на АХЧ эмиттерного по- вторителя:
снимите АЧХ ЭП для значений емкости С2 = 10 мкФ и С2 = 0,1 мкФ. При этом С3 = 0;
снимите АЧХ для значений емкости С3 = 0,033 мкФ и С3 = 0,1 мкФ. При этом С2 = 10 мкФ.
Результаты сведите в табл. 3.1.
Таблица 3.1
F, Гц
50 100 500 1000 5000 10000 50000 100000
U
вых
, В
К= U
вых
/U
вх lg F
Постройте АЧХ ЭП для каждого случая и определите полосу пропуска- ния. Сделайте выводы о влиянии емкостей разделительного конденсатора и на- грузки на АЧХ эмиттерного повторителя.
3.3.2.
Исследование работы ЭП с импульсными сигналами
Установите форму выходного сигнала ГС – прямоугольный импульс.
Подключите ко входу ЭП осциллограф. Установите амплитуду входного им- пульса U
вх
= 0,5 В и частоту 1 кГц.
Зарисуйте осциллограмму входного напряжения.
Подключите осциллограф к выходу схемы.
Зарисуйте форму выходного напряжения при следующих значениях ем- кости конденсатора С2: 10 мкФ; 1 мкФ; 0,1 мкФ при этом С3 = 0.
Замерьте спад вершины импульса и длительность фронтов. Оцените влияние величины емкости разделительного конденсатора на форму выходного импульса.
Зарисуйте форму выходного напряжения при следующих значениях ем- кости конденсатора С3: 0,033 мкФ; 0,1 мкФ; 1 мкФ при этом С2 = 10 мкФ. Оце- ните влияние величины емкости нагрузки на форму выходного импульса.
3.4.
Выполнение лабораторной работы с использованием программы моделирования электронных устройств Multisim
3.4.1. Соберите схему для изучения эмиттерного повторителя, изобра- женную на рис. 3.5.
3.4.2. Установите форму выходного напряжения функционального гене- ратора «синусоида», частоту колебаний 1 кГц, амплитуду выходного напряже- ния 0,5 В. Проведите измерения согласно п. 3.3.1.

24 3.4.3. Установите форму колебаний функционального генератора «Пря- моугольный импульс», частоту колебаний 1 кГц, амплитуду выходного напря- жения 0,5 В. Проведите измерения согласно п. 3.3.2.
R4
1kΩ
R3
200Ω
R2
22kΩ
R1
220kΩ
Key=r
50%
Q1
2N2222A
XFG1
V1
12 V
C3
0F
C1
10uF
C2
10uF
XSC1
A
B
Ext Trig
+
+
_
_
+
_
Рис. 3.5. Принципиальная схема для изучения эмиттерного повторителя
3.5.
Содержание отчета
Цель работы.
Принципиальная схема ЭП и функциональные схемы установок для ис- следования ЭП.
Экспериментальные данные (таблицы, графики, осциллограммы) и опре- деленные по графикам параметры ЭП.
Выводы.
3.6.
Контрольные вопросы
Изобразите схему ЭП и поясните назначение элементов схемы.
Чему равен коэффициент усиления ЭП по напряжению?
Чему равен коэффициент усиления ЭП по току?
Как определить входное R
вх и выходное R
вых сопротивления ЭП?
Каковы достоинства и недостатки ЭП?
Какие элементы схемы ЭП влияют на величину фронта импульса t
ф и ка- ким образом? Приведите основные соотношения.
Какие элементы схемы ЭП определяют спад вершины импульса ∆ и каким образом? Приведите основные соотношения.
Как влияет на ход АЧХ ЭП емкость разделительного конденсатора С2?
Как влияет на ход АЧХ ЭП емкость конденсатора нагрузки С3?
Почему каскад с общим коллектором называют эмиттерным повторите- лем?

25
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4
ИЗУЧЕНИЕ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ
4.1.
Цель работы: изучение схемы и принципа работы усилителя мощ- ности звуковой частоты, определение его характеристик и основных парамет- ров (АЧХ, коэффициент усиления, выходная мощность).
4.2.
Краткие сведения из теории
Усилитель мощности (УМ) является выходным каскадом УЗЧ и, как пра- вило, работает на низкоомную нагрузку (например, громкоговоритель). Назна- чением УМ является передача в нагрузку заданной мощности сигнала при до- пустимом уровне нелинейных и частотных искажений и возможно меньшим потреблением мощности от источника питания.
Таким образом, к основным показателям качества УМ следует отнести коэффициент усиления по мощности вх вых р
Р
Р
К
=
и коэффициент полезного действия (КПД)
вых о
η
=
P
P
,
где Р
вх
– мощность сигнала на входе УМ; Р
вых
– мощность сигнала на выходе
УМ; Р
о
– мощность, потребляемая от источника питания.
Использование в качестве УМ резистивного однотактного каскада неце- лесообразно, так как его КПД очень мал и реально не превышает 5–10 %.
КПД усилителя мощности можно заметно повысить использованием трансформаторного каскада, однако при этом существенно сужается полоса пропускания усилителя, увеличивается коэффициент нелинейных искажений,
возрастают масса, габариты и стоимость.
Устранить перечисленные недостатки можно путем использования в ка- честве УМ двухтактных бестрансформаторных каскадов, работающих как в ре- жиме А, так и в режиме В. Режим В позволяет значительно повысить КПД уси- лителя, в связи с чем он часто используется в усилителях мощности.
Рассмотрим бестрансформаторный усилитель мощности, выполненный на комплементарной паре npn – pnp транзисторов, схема которого изображена на рис. 4.1. При подаче на вход синусоидального сигнала схема будет работать как двухтактная, так как при положительной полуволне входного напряжения открывается npn-транзистор, а при отрицательной – транзистор pnp. В данном случае в качестве предварительного каскада может быть использован обычный резистивный усилитель, выполненный по схеме с общим эмиттером.

26
Рис. 4.1. Двухтактный усилитель мощности
СХЕМА ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
Принципиальная схема бестрансформаторного усилителя мощности изо- бражена на рис. 4.2, а на рис. 4.3 – функциональная схема установки для его изучения.
Рис. 4.2. Принципиальная схема бестрансформаторного усилителя мощности
УМ
Рис. 4.3. Функциональная схема установки для изучения усилителя мощности
ГС
УМ
Осц.

27
На транзисторе VT1 собран резистивный усилитель напряжения звуковой частоты по схеме с общим эмиттером, R4 – сопротивление коллекторной на- грузки каскада, а на транзисторах VT2 и VT3 – усилитель мощности по двух- тактной схеме. Диод VD1 предназначен для задания рабочего режима и обеспе- чения температурной стабилизации рабочей точки.
4.3.
Порядок выполнения работы
Соберите установку согласно рис. 4.2 и 4.3.
Включите тумблер «Сеть» базового блока.
Установите частоту генератора сигналов ГС 1000 Гц.
Установите на ГС амплитуду напряжения U
вх
» 0,5 В.
Зарисуйте осциллограмму выходного напряжения.
4.3.1. Исследуйте работу верхнего плеча двухтактного каскада. С этой целью вместо транзистора VT3 включите резистор R = 15 кОм, зарисуйте форму выходного сигнала. Затем восстановите исходную схему.
4.3.2. Исследуйте работу нижнего плеча двухтактного каскада. С этой целью вместо транзистора VT2 включите резистор R = 15 кОм, зарисуйте форму выходного сигнала. Затем восстановите исходную схему.
4.3.3. Исследуйте влияние диода VD1 на работу выходного каскада. С
этой целью включите вместо диода VD1 перемычку и зарисуйте форму выход- ного сигнала. Затем восстановите исходную схему.
4.3.4. Определите коэффициенты усиления по напряжению первого (на
VT1) и выходного каскадов (на VT2 и VT3), измерив осциллографом перемен- ную составляющую напряжения на входе усилителя, коллекторе VT1 и выходе усилителя. Определите общий коэффициент усиления усилителя.
4.3.5. Определите мощность сигнала на выходе усилителя по формуле
5 2
1 2
вых вых
R
U
P
×
=
,
Ом
100 5
=
R
Определите мощность, потребляемую от источника питания. С этой це- лью включите в цепь коллектора транзистора VT2 миллиамперметр постоянно- го тока и измерьте потребляемый ток I
0
выходного каскада. Рассчитайте по- требляемую мощность по формуле п
0 0
E
I
P
×
=
, (
п
E
= 12 В). Рассчитайте ко- эффициент полезного действия выходного каскада по формуле вых
0
η
=
P
P

28 4.3.6. Снимите АЧХ усилителя и результаты занесите в табл. 4.1. Опре- делите полосу усиливаемых частот.
Таблица 4.1
F, Гц
50 100 500 1000 5000 10000 50000 100000
U
вых
, В
К= U
вых
/U
вх lg F
4.4.
Выполнение лабораторной работы с использованием программы моделирования электронных устройств Multisim
Соберите схему для изучения двухтактного усилителя мощности, изо- браженную на рис. 4.3. Установите частоту генератора входного напряжения
1000 Гц, амплитуду колебаний 100 мВ. Переключатель S1 должен быть в ра- зомкнутом состоянии, а переключатели S2 и S3 должны соединять эмиттеры транзисторов с левым по схеме выводом конденсатора С2. Активизируйте схе- му и зарисуйте осциллограммы входного и выходного напряжения.
Рис. 4.3. Принципиальная схема для изучения двухтактного усилителя мощности

29 4.4.1. Исследуйте работу верхнего плеча двухтактного каскада. С этой целью переключите переключатель S3. Теперь вместо транзистора VT3 оказы- вается включен резистор R =1 кОм. Зарисуйте форму выходного сигнала. Вос- становите исходное положение переключателя S3.
4.4.2. Исследуйте работу нижнего плеча двухтактного каскада. С этой целью переключите переключатель S2. Теперь вместо транзистора VT2 оказы- вается включен резистор R=1 кОм. Зарисуйте форму выходного сигнала. Вос- становите исходное положение переключателя S2.
4.4.3. Исследуйте влияние диодов на режим работы выходного каскада.
С этой целью замкните переключатель S1, в результате чего диоды закорачи- ваются и не работают. Зарисуйте форму выходного сигнала. Восстановите ис- ходное положение переключателя S1.
4.4.4. Продолжите выполнение работы в соответствии с п. 4.3.4.
4.5.
Содержание отчета
Цель работы.
Принципиальная схема усилителя и функциональная схема установки.
Данные экспериментов – осциллограммы, результаты измерений, расче- ты, характеристики.
Выводы.
4.6.
Контрольные вопросы
Каково назначение и качественные показатели усилителя мощности?
Какие усилительные элементы и режимы работы используются в УМ?
Какие разновидности каскадов УМ Вы знаете?
Изобразите схему однотактного и двухтактного трансформаторных кас- кадов УМ.
Что такое режим усиления В?
Как можно определить КПД УМ?
Чему равен максимальный КПД в режиме А?
В чем состоят преимущества двухтактного каскада УМ по сравнению с однотактным?
Изобразите схему бестрансформаторного УМ с дополнительной симмет- рией.

30

1   2   3   4   5

---

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5
ИЗУЧЕНИЕ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ
5.1.
Цель работы: изучение параметров и характеристик различных схем на операционных усилителях (ОУ).
5.2.
Краткие сведения из теории
Операционными усилителями (ОУ) называют усилители постоянного то- ка (УПТ) с большим коэффициентом усиления и дифференциальным входом,
предназначенные для выполнения различных операций над аналоговыми и дис- кретными сигналами.
Условные графические обозначения ОУ приведены на рис. 5.1
Рис. 5.1. Условные графические изображения ОУ
Усилитель имеет два входных вывода (слева) один выходной (справа).
Вход, при подаче на который входного напряжения, выходное напряже- ние совпадает по фазе с входным, называется неинвертирующим и обозначает- ся знаком «+». Вход, при подаче на который входного напряжения, выходное напряжение оказывается сдвинутым по фазе на 180 0
, называется инвертирую- щим и обозначается знаком инверсии «о» или «–». Для облегчения понимания назначения выводов допускается введение дополнительных полей с обеих сто- рон от основного поля, в которых указываются метки, характеризующие функ- ции вывода (рис. 5.1), например: R – выводы балансировки; F
c
– выводы час- тотной коррекции; +U, –U – выводы напряжения питания и т. д.
С точки зрения использования ОУ в различных схемах важное значение имеет амплитудная (передаточная) характеристика, которая представляет собой зависимость U
вых от U
вх при нулевой частоте входного сигнала (рис. 5.2).
Характеристики получены при подаче входного напряжения на один из входов при напряжении на другом входе, равном нулю: кривая 1 соответствует подаче входного напряжения на инвертирующий вход, кривая 2 – на неинвер- тирующий вход.
На передаточной характеристике ОУ можно выделить два участка:
– наклонный участок a-b (a'-b'), на котором сохраняется линейная зави- симость U
вых
= f (U
вх
). Этот режим используется при создании широкого класса

---

---

---