Методические указания

1. Рисунок 6.2 – Проходная характеристика каскада

   Установить движок переменного резистора R₁ в одно из крайних положений. Запустив п. 1. Проходная характеристика каскада по постоянному току дождаться окончания инициализации NI ELVIS. Затем в течение около 20 секунд медленно без рывков повернуть движок резистора в другое крайнее положение. Повторить опыт в случае отличия полученной характеристики от представленной на рис.6.2.

2. Режим насыщения соответствует началу участка U_кэ≈0, а отсечки – U_б =0.

3. С помощью переменного сопротивления R1 установить необходимый ток через транзистор (величина тока определяется по падению напряжения на сопротивление R₄). Для определения коэффициента усиления добиться подачи на вход каскада сигнала с амплитудой порядка 10 мВ (для всех значений тока эмиттера величина амплитуды входного сигнала при определение коэффициента усиления должна быть одинакова) коэффициент усиления при этом будет отношению амплитуды выходного сигнала к амплитуде входного. Увеличивая значение амплитуды входного сигнала определить его максимальное значение без искажения выходного (при искажение выходного сигнала загорается светодиод на лицевой панели ВП). Амплитуду входного сигнала можно регулировать с помощью органов управления на лицевой панели ВП и переключив переключатель MANUAL с помощью ручки AMPLITUDE. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.

4. Установив на основание предыдущего опыта ток эмиттера, соответствующий получению максимальной величины коэффициента усиления K_U, снять и построить зависимость коэффициента усиления K_U от сопротивления нагрузки K_U=f(R₅). Как и в предыдущем токе величина амплитуды входного сигнала должна быть постоянная. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.

5. Убрав конденсатор С₃ повторить пп.3,4.

Лабораторная работа № 7 исследование основных схем на операционных усилителях Программа работы

1. Исследование схемы инвертирующего усилителя.

   1. Снять и построить передаточную характеристику U_вых=f(U_вх), а также U_о=f(U_вх). Для линейных участков передаточных характеристик определить коэффициент усиления K_ус=ΔU_вых/ΔU_вх.

   2. Исследовать усиление сигналов переменного тока.

   3. Настроить инвертирующий усилитель на заданный коэффициент усиления.

   4. Проверить основные расчетные соотношения.

   5. Определить входное сопротивление усилителя.

2. Исследование схемы неинвертирующего усилителя.

Выполнить п.п. 1.1-1.4 для схемы неинвертирующего усилителя.

3. Выполнить сравнение схем и сделать выводы.

4. Исследование схемы усилителя-повторителя.

   1. Снять и построить передаточную характеристику усилителя-повторителя и определить его коэффициент передачи.

Методические указания

Для исследования предложен операционный усилитель К140УД1А, распиновка которого представлена на рис.7.1.

а) б)

Рисунок 7.1 – Распиновка операционного усилителя: а) К140УД1А, б) TL082

1. Исследование схемы инвертирующего усилителя.

1. Собрать схему инвертирующего усилителя представленную на рис.7.2 (вывод плюса питания операционного усилителя подключить к SUPPLY+, минус подключить к SUPPLY-), R₁=13кОм, R₂=100кОм (движок установить в среднее положение). Запустить п. 1.Передаточная характеристика U_вых=f(U_вх) и зависимость U_о=а(U_вх) и снять характеристики, результат сохранить.

2. Запустить п. 2.Исследование основных схем на операционных усилителях. Определить максимальную амплитуду сигнала U_вх, при котором сигнал еще не искажается по форме.

3. Установить заданный коэффициент усиления каскада с помощью изменения величины резистора обратной связи R₂, для чего подать на вход сигнал известной амплитуды и, вращая движок R₂, установить U_вых=K_усU_вх. Величину коэффициента усиления выбрать из табл.7.1.

Таблица 7.1

№ бригады	1	2	3	4	5	6
Кус	7	5	6	4	3	2.5

Запустив ВП Digital Multimeter измерить величину сопротивления R₂.

4. Расчетные соотношения для инвертирующего усилителя имеют следующий вид:

; .

Определить величину R₂ и сравнить ее с измеренной. Сделать выводы.

Рисунок 7.2 – Схема исследования инвертирующего усилителя

5. Для выполнения пункта необходимо включить последовательно с источником сигнала переменный резистор R_д как показано на схеме (рис.7.3).

Рисунок 7.3 – Схема измерения входного сопротивления инвертирующего усилителя

В начале эксперимента необходимо установить R_д=0 и измерить при этом U_вых. Увеличивая величину R_д, добиться, чтобы величина U_вых уменьшилась в 2 раза. В этом случае R_вх=R_д. Измерить величину R_д с помощью ВП Digital Multimeter. Сделать выводы.

2. Исследование схемы неинвертирующего усилителя.

   1. Собрать схему неинвертирующего усилителя представленную на рис.7.4 (не забыв при этом обеспечить питания ОП), R₁=13кОм, R₂=100кОм (движок установить в среднее положение). Запустить п. 1.Передаточная характеристика U_вых=f(U_вх) и зависимость U_о=а(U_вх) и снять характеристики, результат сохранить.

4. Расчетные соотношения для неинвертирующего усилителя имеют следующий вид:

; .

Определить величину R₂ и сравнить ее с измеренной. Сделать выводы.

4. Исследование схемы усилителя-повторителя.

   1. Собрать схему усилителя-повторителя представленную на рис.7.5 (не забыв при этом обеспечить питания ОП). Запустить п. 1.Передаточная характеристика U_вых=f(U_вх) и зависимость U_о=а(U_вх) и снять характеристики, результат сохранить.

Рисунок 7.4 – Схема исследования неинвертирующего усилителя

Рисунок 7.5 – Схема исследования усилителя-повторителя