Файл: ACT_LabsW_2.pdf

48

Рисунок 1 – Суммирующий усилитель

6.Порядок проведения экспериментов

2.1Суммирование постоянных напряжений

Откройте файл lw7_1 со схемой, изображенной на рисунке 1. Включите схему. Запишите показания приборов. По заданным номиналам элементов схемы рассчитайте значения токов I1 , I2 , IOC и используя значения напряжений U1 и U2 ,

вычислите выходное напряжение UВЫХ .

2.2 Суммирование постоянного и переменного напряже-

ния.

а). Откройте файл lw7_2 со схемой, изображенной на рисунке 2. Включите схему. Зарисуйте осциллограммы входного и выходного напряжения. Измерьте постоянную составляющую и амплитуду выходного напряжения UВЫХ . Вычислите постоян-

ную составляющую и амплитуду выходного напряжения UВЫХ используя значения напряжений U1 и U2 .

49

Рисунок 2 – Суммирующий усилитель постоянного и переменного напряжения

б). Установите значение сопротивления R2 равным 2.5 кОм. Включите схему. Зарисуйте осциллограммы входного и выходного напряжения. Измерьте постоянную составляющую и амплитуду выходного напряжения UВЫХ . Вычислите постоян-

ную составляющую и амплитуду выходного напряжения UВЫХ используя значения напряжений U1 и U2 .

2.3 Суммирование переменных напряжений.

Откройте файл lw7_3 со схемой, изображенной на рисунке 3. Включите схему. Зарисуйте осциллограммы входного и выходного напряжения. Измерьте амплитуды входных и выходного напряжения. Вычислите амплитуду выходного напряжения UВЫХ по известным значениям амплитуд напряже-

ний U1 и U2 .

50

Рисунок 3 – Суммирующий усилитель переменных напряжений

Вопросы

1.Объясните влияние напряжения смещения ОУ на ошибку суммирования постоянных напряжений в схеме на рисунке 1.

2.Из каких условий выводится соотношение между входным и выходным напряжением в схеме сумматора на основе ОУ?

3.Как можно реализовать схему для суммирования трех или более входных напряжений?

4.Как изменятся основные соотношения для схемы рисунок 1, если на неинвертирующий вход ОУ подать постоянное напряжение?

5.Перечислите возможные способы изменения коэффициентов суммирования сигналов в схеме рисунок 1.

Содержание отчета

1.Тема работы.

2.Цель работы.

3.Исследуемые схемы.

4.Результаты измерений.

5.Результаты расчетов.

6.Выводы по работе.

51

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8 Дифференцирующие и интегрирующие схемы на основе ОУ

Цель:

1.Исследование схемы интегратора на ОУ.

2.Анализ влияния входных воздействий на выходной сигнал интегратора.

3.Исследование влияния параметров элементов интегратора на выходной сигнал.

4.Исследование схемы дифференциатора на ОУ.

5.Анализ влияния входных воздействий на выходной сигнал дифференциатора.

6.Исследование влияния параметров элементов дифференциатора на выходной сигнал.

7.Краткие сведения из теории

На основе ОУ можно построить почти идеальные интеграторы. На рисунке 1 показана простейшая схема, выполняющая эту функцию. Ее выходное напряжение UВЫХ связано с вход-

ным напряжением UBX следующими соотношениями:

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

52

Рисунок 1 – Интегратор на ОУ

Это нежелательное явление можно ослабить, если к конденсатору C подключить резистор R2 с большим сопротивле-

нием (рисунок 2), обеспечивающий стабилизацию рабочей точки за счет обратной связи по постоянному току. Резистор обратной связи R2 предотвращает также насыщение ОУ после заряда

конденсатора, когда ток через конденсатор станет равным нулю.

53

Рисунок 2 – Интегратор на ОУ со стабилизацией рабочей точки

Выходное напряжение этой схемы при подаче на нее скачка входного напряжения амплитудой UBX изменяется в соответствии с выражением:

t R2ЧС , изменение выходного напряжения UВЫХ будет до-

статочно близко к линейному и скорость его изменения может быть вычислена из выражения:

UВЫХ UBX

54

Для схемы дифференциатора (рисунок 3) выходное напряжение UВЫХ пропорционально скорости изменения входного сигнала и вычисляется по формуле:

Рисунок 3 – Дифференциатор на ОУ

Порядок проведения экспериментов

a. Переходный процесс в схеме интегратора

Откройте файл lw8_1 со схемой, изображенной на рисунке 2. Включите схему. Зарисуйте осциллограммы входного и выходного напряжения схемы при подаче на вход напряжения в виде последовательности прямоугольных импульсов. Измерьте амплитуду входного напряжения и определите по осциллограмме скорость изменения выходного напряжения. Для установившегося процесса измерьте амплитуду выходного напряжения.

55

2.2 Влияние амплитуды входного напряжения на переходный процесс в схеме интегратора.

В схеме, изображенной на рисунке 2, установите амплитуду генератора равной 2 В и установите масштаб напряжения на входах А и В осциллографа 2 V/div. Включите схему. Зарисуйте осциллограммы входного и выходного напряжения. Измерьте амплитуду входного напряжения и определите по осциллограмме скорость изменения выходного напряжения. Сравните осциллограммы выходного напряжения, полученного в этом и предыдущем экспериментах. Для установившегося процесса измерьте амплитуду выходного напряжения.

2.3 Влияние параметров схемы на переходный процесс в схеме интегратора.

а).В схеме рисунка 2 установите сопротивление R1 равным 5 кОм, амплитуду генератора 5 В. Включите схему. Зарисуйте осциллограммы входного и выходного напряжения. Запишите амплитуду входного напряжения и определите по осциллограмме скорость изменения выходного напряжения в начале процесса. Сравните осциллограмму выходного напряжения, полученную в данном эксперименте с осциллограммой, полученной в эксперименте 1

б). В схеме рисунка 2 установите емкость конденсатора равной 0.02 мкФ. Включите схему. Зарисуйте осциллограммы входного и выходного напряжения. Запишите амплитуду входного напряжения и определите по осциллограмме скорость изменения выходного напряжения в начале процесса. Сравните осциллограмму выходного напряжения, полученную в данном эксперименте, с осциллограммой, полученной в эксперименте 1.