4.1.5. Измерьте входное и выходное сопротивления каскада на частотах fСР при различных значениях коэффициента обратной связи.

4.2. RC-каскад с отрицательной параллельной обратной связью по напряжению

4.2.1. Вызовите файл 4_2.ewb, в котором приведена схема RC-каскада с отрицательной параллельной обратной связью по напряжению (рис. 4.2).

4.2.2. Рассчитайте коэффициент обратной связи по напряжению по формуле b(fСР) =

Значение входного сопротивления усилителя без отрицательной обратной связи RВХ следует взять из результатов измерения входного сопротивления усилительного каскада с отрицательной последовательной обратной связью по току при b1(fСР)= = 0.

4.2.3. Получите АЧХ усилительного каскада при RН = R6 = = 10 кОм и СН = С4 = 200 пФ. Определите коэффициент усиления каскада по напряжению, нижнюю и верхнюю граничные частоты, полосу пропускания и среднюю частоту каскада. Полученные результаты занесите в таблицу.

4.2.4. Измерьте входное и выходное сопротивления каскада на частотах fСР. Объясните полученный результат.

4.3. Избирательный усилитель

4.3.1. Вызовите файл 4_3.ewb, в котором приведена схема двойного Т-образного моста (рис. 4.3).

4.3.2. Рассчитайте частоту ω0, на которой коэффициент передачи двойного Т-образного моста (2Т-моста) минимален (ω0 = 1/RC).

4.3.3. Получите АЧХ и ФЧХ 2Т-моста. Определите частоту, на которой коэффициент передачи 2Т-моста минимален. Определите сдвиг фазы выходного сигнала на этой частоте. Сравните измеренную частоту с расчетной.

4.3.4. Вызовите файл 4_4.ewb, в котором приведена схема RC-каскада с отрицательной параллельной обратной связью по напряжению, в цепи обратной связи которого включен 2Т-мост (рис. 4.4). Выход 2Т-моста подключен к входу усилителя через резистор R12=11кОм, усиливаемый сигнал подключен ко входу исходного усилителя через резистор R1=100 кОм.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?


4.4.5. Получите АЧХ и ФЧХ избирательного усилителя. Определите по АЧХ частоту, на которой коэффициент усиления усилителя максимален. Измерьте его.

5. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ

5.1. Измерение напряжения смещения Uсм

5.1.1. Вызовите файл 5_1.ewb, в котором приведена схема измерения напряжения смещения операционного усилителя (рис. 5.1). Напряжение смещения Uсм – это постоянное напряжение, которое необходимо подать на вход ОУ, чтобы напряжение на его выходе стало равным нулю. Так как величина напряжения смещения Uсм мала, для ее измерения используется собранная на базе исследуемого операционного усилителя (ОУ) схема усилителя с коэффициентом усиления К0 = 103.

Так как входы этого усилителя заземлены, его выходное постоянное напряжение Uвых обусловлено напряжением смещения, величина которого находится из выражения

Uсм » 10-3 *Uвых.

5.1.2. Получите осциллограмму выходного напряжения усилителя и определите напряжение смещения операционного усилителя LM741.

5.1.3. Замените реальный ОУ LM741 идеальным и определите его напряжение смещения. Объясните полученный результат.

5.2. ОУ без обратной связи

Из-за большой величины коэффициента усиления ОУ без отрицательной обратной связи измерение его представляет собой значительные трудности. В этом случае на вход ОУ необходимо подавать очень маленькие по величине калиброванные сигналы, соизмеримые по величине с напряжением смещения нуля. Поэтому обычно ОУ охватывают цепью отрицательной обратной связи с параметрами, обеспечивающими фиксированный коэффициент усиления на постоянном токе.

5.2.1. Вызовите файл 5_2.ewb, в котором приведена приведена схема (рис. 5.2), позволяющая с достаточной на практике точностью измерить коэффициент усиления ОУ без отрицательной обратной связи. Эта схема представляет собой модификацию инвертирующего усилителя с единичным коэффициентом усиления по постоянному току, поскольку сопротивления резисторов R2 и R3, соединяющих источник сигнала (генератор) и выход усилителя, равны.

Входным напряжением ОУ является напряжение U0, равное падению напряжения на резисторе R1. С изменением частоты входного сигнала при постоянстве его амплитуды напряжение U0 будет изменяться. Коэффициент усиления на частоте ω:

Ku(ω)=

Вместо измерения напряжения Uо можно измерять напряжение в точке Uа, величина которого определяется выражением

UA =Uо

Тогда

Ku(ω) = ≈100

5.2.2. Установите генератор испытательных сигналов в режим формирования синусоидального сигнала с частотой следования f=1 Гц и амплитудой 5В.

5.2.3. Получите осциллограммы сигнала Uа и выходного сигнала ОУ. Определите по ним коэффициент усиления ОУ.

5.2.4. Получите АЧХ ОУ. Определите коэффициент усиления ОУ на частоте 1 Гц. Сравните его с велчиной, полученной в п.5.2.3 и с паспортным значением коэффициента усмиления ОУ LM741.

Обратите внимание на то, что верхняя граничная частота ОУ очень мала.

5.3. Инвертирующий усилитель

5.3.1. Вызовите файл 5.3.ewb, в котором приведена схема инвертирующего усилителя с коэффициентом усиления по напряжению КиUос = - R3/R2 = - 100 (рис. 5.3).

5.3.2. Получите АЧХ инвертирующего усилителя на ОУ LM741. Определите коэффициент усиления по напряжению, нижнюю и верхнюю граничные частоты и полосу пропускания.

5.3.3 Установите генератор испытательных сигналов в режим формирования синусоидального сигнала с частотой следования f=1кГц и амплитудой 1мВ. Получите осциллограммы входного и выходного сигналов. Определите коэффициент усиления по напряжению.

5.3.4. Повторите пункт 5.3.2 для модели идеального усилителя. Сопоставьте осциллограммы выходных сигналов для инвертирующего усилителя на ОУ LM741 и на идеальном ОУ. Объясните их отличие.

5.3.5. Вызовите файл 5_4.ewb, в котором приведена схема инвертирующего усилителя с коэффициентом усиления по напряжению (рис. 5.4). В этой схеме источник V1 постоянного напряжения минимизирует влияние напряжения смещения ОУ на работу усилителя

Изменяя выходное напряжение источника V1, добейтесь отсутствия смещения выходного сигнала инвертирующего усилителя по постоянному току.

Повторите пункт 5.3.2.

5.3.6. Определите входное сопротивление усилителя на частоте 50Гц, выполнив поочередно измерение выходного напряжения при подключенном последовательно резистору R2 резистора сопротивлением 1кОм и без него :

.

5.4. Неинвертирующего усилителя

5.4.1. Вызовите файл 5_5.ewb, в котором приведена схема неинвертирующего усилителя (рис. 5.5) с коэффициентом усиления по напряжению

5.4.2. Получите АЧХ неинвертирующего усилителя на ОУ LM741. Определите коэффициент усиления по напряжению, нижнюю и верхнюю граничные частоты и полосу пропускания. Укажите причину расширения полосы пропускания рассматриваемого усилителя по сравнению с инвертирующим усилителем.

5.4.3. Установите генератор испытательных сигналов в режим формирования синусоидального сигнала с частотой следования f=1кГц и амплитудой 1В. Получите осциллограммы входного и выходного сигналов. Определите коэффициент усиления по напряжению.

5.4.4. Убедитесь в том, что входное сопротивление неинвертирующего усилителя существенно выше, чем входное сопротивление инвертирующего усилителя. Для этого проведите измерения в соответствии с пунктом 5.3.6. Объясните полученный результат.

5.4.5. Установите генератор испытательных сигналов в режим формирования синусоидального сигнала с частотой следования f=20кГц и амплитудой 1В. Получите осциллограммы входного и выходного сигналов. Обратите внимание на наличие в выходном сигнале усилителя нелинейных искажений. Для доказательства этого выполните спектральный анализ (Фурье-анализ) входного и выходного сигналов усилителя. Обратите внимание на наличие в спектре выходного сигнала усилителя гармоник, отсутствующих в спектре входного сигнала.

5.4.6. Контролируя форму выходного сигнала усилителя, уменьшайте амплитуду его входного сигнала до исчезновения нелинейных искажений. Убедитесь в том, что в отсутствии нелинейных искажений в спектре выходного сигнала усилителя не наблюдаются гармоники, отсутствующие в спектре входного сигнала.

5.5. Суммирующий усилитель

5.5.1. Предложите и соберите схему суммирующего усилителя, выходное напряжение которого UВЫХ = -(U1 + 10 U2).

5.5.2. Проверьте правильность работы схемы для входных сигналов с частотой f1 = 1кГц и f2 = 100кГц. Выполните спектральный анализ (Фурье-анализ) входных и выходного сигналов суммирующего усилителя.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6