3.5. Исследование дифференцирующего усилителя
Для исследования ОУ, работающего в режиме дифференцирующего усилителя, собрать в системе Multisim EWB9 и промоделировать схему, представленную на рис. 3.6. В качестве DA1 выбрать модель ОУ согласно заданного варианта. Задать номиналы резисторов R2 = R3 (Rос) = 100 кОм, С1 = 16 нФ.
Рис. 3.6. Схема исследования дифференцирующего усилителя на ОУ
Недостатком схемы дифференцирующего усилителя, приведенной на рис. 1.8, является склонность его к самовозбуждения и чрезмерно большое усиление на высоких частотах. Для устранения этих нежелательных явлений последовательно с конденсатором С1 включают резистор R1 небольшого сопротивления (см. рис. 3.5).
3.5.1. Снять АЧХ коэффициента усиления (зависимость коэффициента усиления от частоты К(f)=Uвых/Uвх) в диапазоне частот (10...104) Гц при входном гармоническом сигнале амплитудой Uвх=10мВ.
Результаты измерений занести в таблицу 3.1, рассчитать Кu и построить график Кu (f).
Таблица 3.1
|
f (Гц) |
10 |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
103 |
2.103 |
5.103 |
104 |
|
lg f |
1 |
1,2 |
1,7 |
2 |
2,3 |
2,7 |
3 |
3,3 |
3,7 |
4 |
|
Uвых (В) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кu |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.2. Зарисовать осциллограммы входного и выходного сигналов дифференцирующего усилителя при подаче на его вход а) гармонического сигнала; б) последовательности треугольных импульсов; в) последовательности прямоугольных импульсов, от генератора импульсов с частотой 50 Гц и амплитудой 100 мВ.
Объяснить изменение формы выходного сигнала на выходе усилителя по сравнению с его входным сигналом.
3.6. Исследование интегрирующего усилителя
Для исследования ОУ, работающего в режиме интегрирующего усилителя, собрать в системе Multisim EWB9 и промоделировать схему, представленную на рис. 3.7. В качестве DA1 выбрать модель ОУ согласно заданного варианта. Задать номиналы резисторов R1 = R2 = 100 кОм, С1 = 16 нФ.
Рис. 3.7. Схема исследования дифференцирующего усилителя на ОУ
Недостатком схемы интегратора приведенного на рис. 1.9 является дрейф выходного напряжения, обусловленный напряжением смещения и входными токами ОУ. Это нежелательное явление можно ослабить, если параллельно конденсатору С1 подключить резистор R3 c большим сопротивлением (см. рис. 3.7), обеспечивающий стабилизацию рабочей точки за счет обратной связи по постоянному току. Кроме того резистор R3 предотвращает насыщение ОУ после заряда конденсатора, когда ток через конденсатор станет равным нулю.
3.6.1. Повторить задание 3.5.1 настоящего описания при входном сигнале от генератора с амплитудой 1В.
3.6.2. Повторить задание 3.5.2 настоящего описания на частотах 1 кГц и 100 Гц. При наблюдении сигналов на осциллографе XSC1 установить соответствующие значения чувствительности в каналах А и В и значение развертки для получения развертки на экране не менее трех периодов наблюдаемых сигналов. Дождаться появления устойчивой картинки на экране осциллографа после окончания переходных процессов при запуске процесса моделирования и при смене параметров входного сигнала.
Объяснить изменение формы выходного сигнала и причину уменьшения амплитуды выходного сигнала с увеличением частоты сигнала на входе.