4. Домашнє завдання

1. Вивчити елементи інтегральної схемотехніки (джерела опорної напруги, генератор стабільного струму, транслятор рівня напруги, диференційний підсилювач напруги, вихідний каскад підсилювача).

2. Вивчити макромодель інтегрального підсилювача (реального, досконалого, ідеального) та алгоритмиформування їхрівняння стану.

3. Вивчити схеми масштабнихпідсилювачів: інвертуючого, неінвертуючого, сумуючого і віднімаючого (диференціального).

4. Для схемінвертуючого інеінвертуючого масштабних

підсилювачів визначити функції ( K_U

_^Uвих _,

^Uвх

^Rвх

_^Uвх _,

^Iвх

^Rвих

_^Uвих _),

^Iвих

вважаючиопераційний підсилювач досконалим та ідеальним.

5. Записати рівняння для вихідної напруги в схемах диференціального підсилювача, інвертуючого та неінвертуючого суматорів.

5. Проведення лабораторних досліджень

1. Включити лабораторну установку для дослідження операційних ланок нульового порядку. Підключити лабораторну установку відповідно до блок-схеми (рис.3.1).

2. Для схем масштабного підсилювача з інвертування та без інвертування:

1. Виміряти вхідний R_вх та вихідний R_вих опір, коефіцієнт передачі напруги K_U при підключенні опорів R₁ та R₄ і U_вх=U₁=0,1 В на частотіf_г=1 кГц.

2. Обчислити коефіцієнти передачі напруги

K ^U2 ,

U

U₁

струму K

_I_н

_^Rвх _K

та потужності K

_P_н

K K .

I U P U I

I₁ R₄ I₁

3. Визначити максимальну частоту масштабних підсилювачів при припустимому зменшенні коефіцієнта

U 0

^K_U ^f_в 

передачі до рівня

^{Mд K} ^{f 1кГц} ^0,707

(тобто

^K_U ^f_в ^{0,707 K}_U ^f₀ ^{1кГц}^).

4. Змалювати з екрана осцилографа та порівняти амплітуди і фази напруг U₁ та U₂..

5. Результат вимірювань та осцилограми внести в табл. 3.2.

Таблиця 3.2. До вимірювань функцій масштабних підсилювачів (ІМП, НМП).

№	Показники роботи підсилювача	Підсилювач в схемі		Примітки
		ІМП (П1)	НМП (П2)
1	При R1=0 (П6– замкнутий) Uг, мВ	100	100	Замкнути перемикач П6 та встановити Uг=100 мВ ручкою виходу генератора
2	При R1=1кОм (П6– розімкнений) U1, мВ			Розімкнути П6 та виміряти вольтметром V1 напругу U1
3	R R U1 , Ом вх 1 U U г 1			Обчислити вхідний опір
4	При R4=∞, U2xx, мВ			Розімкнути П7 та вольтметром V2 виміряти U2xx при U1=Uг=100 мВ (П6 - замкнутий)
5	При R4=2кОм, U2, мВ			Замкнути П7 (підключити на вихід підсилювача резистор R4=2кОм) та вольтметром V2 виміряти напругу U2 (П6 - замкнутий)
6	R R U2 хх U2 , Ом вих 4 U 2			Обчислити вихідний опір Rвих
7	K U2 U U 1			Обчислити коефіцієнт передачі напруги як відношення раніше виміряних U1 та U2
8	I R K  R4  вх K I I R U 1 4			Обчислити коефіцієнт передачі струму як відношення Rвх та R4, помножене на KU
9	P K  R4 K K P P U I 1			Обчислити коефіцієнт передачі потужності як добуток KU та KI
10	Епюри напруги U1( ) и U2(…….)			Змалювати з екрана осцилографа та порівняти амплітуди і фази напруг U1 та U2 (П6 та П7 - замкнуті)
11	fв=fmax, Гц при U2в=0,707*U2			Змінюючи частоту генеруючих коливань fг та підтримуючи амплітуду U1m=100 мВ, визначити частоту, при якій U2m знизиться до 0,707*U2m (П6 і П7 - замкнуті)

3. Виміряти та побудувати графік амплітудної характеристики U₂=U₂(U₁) неінвертуючого підсилювача (П2) на частоті f_г=1 кГц. Відзначити знаками «+» і «–» відповідно найбільше значення вхідної

1max

напруги U₁ (U ^

та U ^ ), при яких з'являються помітні нелінійні

1max

спотворення вихідної напругиU₂ позитивної та негативної полярності.

Обчислити динамічний діапазон вхідного напруги позитивної Д⁺ та

U



_U

1max

негативною Д^- полярностей: Д⁺

1min



_U

U

1max

та Д^-

1min

, де

U_1min – мінімальна

амплітуда вхідної напруги, помітна нарівні шумів призаданому

відношенні ^сигнал

шум

(взяти ^сигнал = 3). Результат вимірювань амплітудної

шум

характеристики внести в таблицю 3.3 тарис. 3.3.

4. Для диференціального масштабного підсилювача, інвертуючого та неінвертуючого сумуючих підсилювачів змалювати осцилограми вхідних напруг (U₁₁=U_г, U₁₂) та вихідної напруги (U₂) на частоті f_г=1 кГц, U_11m=1 В, де:

U_{11 }t _U_1m sin_t _

при 0 t T ;

^U11

знімається звиходу КТ3,



U ,

U _t _ ^2m

^{при t}₁ ^{t }^t₁ ^t_и 

12

,U знімається з виходу КТ7.

12 ^

_0,

^при ^t₁

• t_и

^{t }^t₁

• ^t_и ^t_п 

U₂ знімається з виходуКТ5.

Осцилограми зобразити на рис. 3.4.

Для зазначених трьох підсилювачів (ДМП, ІСП, НСП) записати аналітичний вираз для вихідної напруги U₂(t) у символьному вигляді та чисельно і порівняти результати вимірювань з розрахунками, зробити висновки по кожному пункту досліджень.

Тут

^U1m

• амплітуда вхідного сигналу

^U11 ^,

^U2m

• максимальне значення

вхідного сигналу

U₁₂ , T - період вхідного сигналу

^U11 ^{, t}и

• тривалість

імпульсу вхідного сигналу U₁₂ , t_п

• тривалість паузи вхідного сигналу U₁₂ .

5. Визначити споживану потужність установки при проведенні лабораторних досліджень, знаючи час проведення досліджень та споживанупотужність блоків установки.