Лабораторная работа №9 исследование неинвертирующих и инвертирующих схем включения операционных усилителей (оу)
Цель работы: исследование схем неинвертирующих и инвертирующих усилителей.
Краткие теоретические сведения
Коэффициент усиления схемы неинвертирующего усилителя на ОУ (рис.9.1) вычисляется по формуле:
.
Постоянная составляющая выходного напряжения усилителя U0вых определяется произведением напряжения смещения Uсм на коэффициент усиления схемы Ку:
U0вых= Uсм Ку . (1)
Рис. 9.1. Неинвертирующий усилитель на ОУ
Коэффициент усиления инвертирующего усилителя на ОУ с обратной связью (рис. 9.2) вычисляется по формуле:
.
Знак "минус" в формуле означает, что выходное напряжение инвертирующего усилителя находится в противофазе с входным напряжением.
Рис. 9.2.Инветирующий усилитель
Постоянная составляющая выходного напряжения U0вых усилителя вычисляется по формуле (1).
Порядок проведения экспериментов
Результаты всех измерений, расчетов и осциллограммы занести в раздел «Результаты измерений».
Эксперимент 1. Работа неинвертирующего усилителя в режиме усиления синусоидального напряжения
Соберите схему, изображенную на рис. 9.1. Рассчитайте коэффициент усиления напряжения Ку усилителя по заданным значениям параметров компонентов схемы. Включите схему. Измерьте амплитуды входного и выходного синусоидальных напряжений, постоянную составляющую выходного напряжения U0вых и разность фаз между входным и выходным напряжениями. По результатам измерений вычислите коэффициент усиления по напряжению Ку усилителя. Используя значение напряжения смещения Uсм вычисленное в предыдущей лабораторной работе, и вычисленное теоретическое значение коэффициента усиления, вычислите постоянную составляющую выходного напряжения U0вых.
Эксперимент 2. Исследование влияния параметров схемы на режим её работы
В схеме, приведенной на рис. 9.1, уменьшите значение сопротивления R1 до 10кОм. Включите схему. Повторите все операции эксперимента 1 при новых параметрах компонентов.
Эксперимент 3. Работа инвертирующего усилителя в режиме усиления синусоидального напряжения
Соберите схему, изображенную на рис. 9.2. Рассчитайте коэффициент усиления напряжения Ку усилителя по значениям параметров компонентов схемы. Включите схему. Измерьте амплитуду входного и выходного синусоидального напряжения, постоянную составляющую выходного напряжения U0вых и разность фаз между входным и выходным напряжением. По результатам измерений вычислите коэффициент усиления по напряжению усилителя. Используя значение входного напряжения смещения Uсм вычисленное в предыдущей лабораторной работе и найденное значение коэффициента усиления, вычислите постоянную составляющую выходного напряжения.
Эксперимент 4. Исследование влияния параметров схемы на режим её работы
Установите значение сопротивления R1 равным 1кОм. Включите схему. Для новых параметров схемы повторите все измерения и вычисления эксперимента 3.
Результаты экспериментов
Эксперимент 1. Работа неинвертирующего усилителя в режиме усиления синусоидального напряжения
Коэффициент усиления напряжения Ку по заданным значениям параметров компонентов схемы.
Амплитуды входного и выходного синусоидальных напряжений,
Постоянная составляющая выходного напряжения U0вых
Разность фаз между входным и выходным напряжениями
По результатам измерений вычислите коэффициент усиления по напряжению Ку усилителя.
Используя значение напряжения смещения Uсм вычисленное в предыдущей лабораторной работе, и вычисленное теоретическое значение коэффициента усиления, вычислите постоянную составляющую выходного напряжения U0вых.
Эксперимент 2. Исследование влияния параметров схемы на режим её работы
Параметры |
Расчет |
Измерение |
Коэффициент усиления Ку |
|
|
Амплитуда напряжения Uвх |
|
|
Амплитуда напряжения Uвых |
|
|
Постоянная составляющая напряжения U0вых |
|
|
Разность фаз между входным и выходным напряжениями |
|
|
Эксперимент 3. Работа усилителя в режиме усиления синусоидального входного сигнала
Параметры |
Расчет |
Измерение |
Коэффициент усиления Ку |
|
|
Амплитуда напряжения Uвх |
|
|
Амплитуда напряжения Uвых |
|
|
Постоянная составляющая напряжения U0вых |
|
|
Разность фаз между входным и выходным напряжениями |
|
|
Эксперимент 4. Исследование влияния параметров схемы на режим её работы
Параметры |
Расчет |
Измерение |
Коэффициент усиления Ку |
|
|
Амплитуда напряжения Uвх |
|
|
Амплитуда напряжения Uвых |
|
|
Постоянная составляющая напряжения U0вых |
|
|
Разность фаз между входным и выходным напряжениями |
|
|