3 Исследование операционного усилителя в динамике
3.1 Исследуйте поведение операционного усилителя, когда он управляется синусоидальным напряжением.
Рисунок 19 – Исследование инвертирующего операционного усилителя
в динамике
3.2 К цепи (рисунок 19) подведите синусоидальное напряжение амплитудой 0,5 В и частотой 1 кГц. Выведите на осциллограф входное UВХ и выходное UВЫХ напряжения, затем перенесите кривые на график.
3.3 Вычислите значение коэффициента усиления по формуле (25).
3.4 Вычислите значение входного сопротивления RВХ. Для этого последовательно с входом включите резистор RV, что вызовет снижение выходного напряжения с UВЫХ1 до UВЫХ2. Сопротивление RВХ при этом можно вычислить по формуле:
|
(26) |
.3.5 Затем определите выходное сопротивление RВЫХ. Для этого между выходом и землей включите сопротивление нагрузки RН. Это вызывает снижение выходного напряжения с UВЫХ1 до UВЫХ3. Сопротивление выхода RВЫХ при этом можно вычислить по формуле:
|
(27) |
.Все результаты занесите в таблицу 10.
Таблица 10 – Результаты исследования операционного усилителя в динамике
|
Инвертирующий вход (R1=10 кОм, R2=1 кОм) |
Неинвертирующий вход (R1= R3=10 кОм, R2= R4=1 кОм) |
UВХ |
0,5 В |
0,5 В |
UВЫХ |
|
|
VU |
|
|
RВХ |
(RV=150 Ом) |
(RV=1 МОм) |
RВЫХ |
(RН=100 Ом) |
(RН=100 Ом) |
3.6 Соберите цепь, показанную на рисунке 20 и подайте на ее вход синусоидальное напряжение UВХ амплитудой 0,5 В и частотой 1 кГц. Повторите все измерения и вычисления по пп. 3.3 – 3.5, отобразите кривые входного и выходного напряжений на графике и внесите результаты измерений в таблицу 10.
Рисунок 20 – Исследование неинвертирующего операционного усилителя
в динамике
3.7 В цепи рисунка 20 отсоедините точку А от опорного потенциала и присоедините к точке В. Это означает, что оба входа управляются одним и тем же напряжением. Измерьте выходное напряжение посредством осциллографа.
Вопросы для защиты работы
1. Что такое операционные усилитель?
2. Перечислите основные характеристики операционного усилителя и методы их измерения.
3. Какова разность фаз между входным и выходным сигналами инвертирующего усилителя на ОУ?
4. Какова разность фаз между входным и выходным сигналами неинвертирующего усилителя на ОУ?
5. Чем определяется постоянная составляющая выходного напряжения усилителя на ОУ?
6. В каком случае для описания работы электрических схем на основе ОУ можно использовать соотношения, описывающие работу идеального ОУ?
7. Насколько точно определены в работе параметры схем на основе операционного усилителя? От чего зависит качество полученных результатов?
8. Какова полярность входного напряжения Ubx инвертирующего и неинвертирующего усилителей по сравнению с выходным напряжением Ubыx?
9. Какие компоненты определяют коэффициент усиления К инвертирующего и неинвертирующего усилителя?
10. Определите величину коэффициента усиления при Roc= 100 кОм и Rbx=10kOm инвертирующего и неинвертирующего усилителя?
11. Какие основные требования предъявляют к операционным усилителям?
12. Какой вид имеет АЧХ стандартного операционного усилителя?
13. Почему коэффициент усиления инвертирующего усилителя равен единице?
14. Какие существуют структурные схемы усилительных устройств?