Содержание отчета

1. Привести принципиальную схему компаратора.

2. Таблица зависимости U_ВЫХ = φ(U_ВХ)и графическое изображение характеристики компаратора без обратной связи.

3. Таблицы зависимости U_ВЫХ = Ψ(U_ВХ)и график характеристики вход-выход с обратной связью.

4. Установить пороговые уровни «нуля» и «единицы» для компаратора без обратной связи и с обратной связью, ширину петли гистерезиса.

5. Привести осциллограммы работы компаратора с источником линейно изменяющегося или синусоидального напряжений при U_ВХ = 0; U_ВХ = +1В; U_ВХ = -1В;

6. Сформулировать основные выводы о работе.

Контрольные вопросы

1. Объяснить назначение и работу схемы ограничения уровня выходного напряжения.

2. Как изменились бы пороговые уровни, если бы была введена отрицательная обратная связь с таким же фактором?

3. Как изменятся осциллограммы работы компаратора, если синусоидальный сигнал подавать не на вход 2, а на неинвертирующий вход?

Литература [16]

Лабораторная работа № 8

Исследование RC-генераторов на базе ОУПТ

Цель работы - изучить назначение и принцип работы RC-генератора на базе операционного усилителя постоянного тока.

Установка для исследования RC-генератора на базе ОУ включает макет (см. рис. 8.1), источник питания, цифровой вольтметр, генератор синусоидальных колебаний, осциллограф.

Теоретическая часть

Генераторы синусоидальных колебаний ГСК – устройства, предназначенные для преобразования энергии источника постоянного напряжения в переменное синусоидальное напряжение заданной частоты f.

Электронные генераторы выполняются на базе избирательных усилителей с колебательными LC–контурами или частотно-зависимыми RC–цепями. Усилители выполняются на биполярных и полевых транзисторах, ОУПТ и т.д.

Независимо от схемы и элементной базы реализации генераторов, усилители должны охватываться положительной обратной связью и выполняться следующие два условия, обеспечивающие генерацию синусоидальных колебаний:

(8.1)

(8.2)

где условие (8.1) определяет баланс амплитуд;

условие (8.2) – баланс фаз, в котором к={0,1,2…};

К_У - коэффициент усиления усилителя;

К_ОС - коэффициент обратной связи;

φ_У и φ_ОС - фазовые сдвиги соответственно усилителя и цепочки обратной связи.

Различают генераторы с LC–контурами, в которых усилители охвачены трансформаторной, трехточечной индуктивной или трехточечной емкостной обратными связями.

RC-генераторы строятся на базе RC-цепей с фазовыми сдвигами 0 и 180⁰ на частотах квазирезонанса. К последним, относят многозвенные RC-цепи, двойной Т-образный мост и др.

Порядок выполнения работы

1. На вход последовательно-параллельной цепочки включить звуковой генератор, выполнить измерения для построения АЧХ. Установить частоту квазирезонанса и определить коэффициент передачи цепи.

Рис. 8.1 - Схема RC-генератора на ОУ

2. На инвертирующий вход усилителя подключить звуковой генератор и определить минимальный и максимальный коэффициенты усиления ОУ.

3. Собрать схему RC-генератора. Изменяя величину коэффициента усиления усилителя, добиться устойчивой работы генератора. Экспериментально определить коэффициент усиления усилителя.

4. Снять осциллограммы выходного напряжения генератора при минимальном коэффициенте усиления усилителя, при котором схема работает устойчиво и максимально. Определить по осциллографу частоты колебаний.

Содержание отчета

1. Схема RС-генератора.

2. Таблицы экспериментов, графики АЧХ цепочки, частота квазирезонанса.

3. Результаты измерений частот и коэффициентов усиления усилителя, их теоретический расчет.

Контрольные вопросы

1.Чему равен коэффициент передачи RC-цепи?

2. Как влияет величина коэффициента усиления усилителя на условие самовозбуждения генератора?

3. Требования, предъявляемые к входному, выходному сопротивлению усилителя RС-генератора?

Литература [4, 322-338].

Лабораторная работа № 9

Исследование транзисторных ключей

Цель работы - ознакомиться с принципом работы, экспериментально определить параметры ключей, ознакомиться с методикой расчетов и электрическими моделями.

Установка включает макет (см. рис. 2.1), цифровой вольтметр, микроамперметр и миллиамперметр.

Порядок выполнения работы

1. На макете с помощью тумблера подключить базу, транзистора к отдельному регулируемому источнику питания, все резисторы в цепях эмиттера и коллектора транзистора замкнуть с помощью соответствующих тумблеров.

2. Установить максимально возможный ток базы (200 мкА), доведя транзистор до насыщения, и снять выходную характеристику - зависимость тока коллектора в режиме насыщения - I_КЭ от напряжения на коллекторе U_КЭН. Напряжение U_КЭН увеличивать от 0 до U_КЭНmax, при котором ток коллектора не более 30 мА. Снять входную характеристику транзистора в режиме насыщения при U_КЭ = 0.

3. Установить ток базы равным нули, введя транзистор в режим отсечки. Снять зависимость I_{К НАЧ} от напряжения U_КЭ, включить в эмиттер резистор R=1кОм для косвенного измерения тока. Экспериментально измерить параметр h_21Э в окрестности рабочей точки U_КЭ = 5В, I_Б = 10 мкА и рассчитать значение тока I_К. Экспериментально снять входную характеристику в режиме отсечки U_КЭ ≥ 5В.

4. Измерить h -параметры транзистора в активной области в окрестности рабочей точки U_КЭ = 5В, I_Б = 100 мкА.