4. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения.
Включить питание всех приборов : осциллографа CI-68, генератора Г3-33, вольтметра В3-38 и лабораторного стенда. Подготовить приборы к работе.
НАПОМИНАЕМ! Все исследуемые схемы собираются на стенде путем соединения их элементов и составных частей на наборном поле с помощью проводников.
4.1. Исследовать инвертирующий усилитель
Инвертирующий усилитель имеет: вход-гнездо 2а, выход-4а.
4.1.1. Проверка выполнения соотношения (2):
а) подать на вход усилителя гармонический сигнал от генератора Г3-109 с частотой 100 Гц и амплитудой 1В (эффективное значение 0,7В);
б) провести с помощью осциллографа или вольтметра, измерения напряжений: Uвх (гнездо 2а), Uвх- (1в), Uвх+(2в) и Uвых (гнездо 4а);
в) по закону Ома рассчитать токи Iвх, Iос, Iоу и проверить соотношение (2).
4.1.2. Проверить выполнение условий “виртуального замыкания” входов ОУ.
4.1.3. Экспериментально определить коэффициент усиления (Кu) инвертирующего усилителя, где Кu=Uвых/Uвх;
а) измерения Кu проводить на частоте 100 Гц при амплитуде входного сигнала 1В;
б) сравнить результаты эксперимента с расчетом.
4.1.4. зарисовать временные диаграммы входного и выходного сигналов инвертирующего усилителя.
Для получения устойчивой картины на экране осциллографа эксперимент проводить в режиме внешней синхронизации осциллографа от источника сигнала (соединить гнездо макета “синхронизация” со входом внешней синхронизации осциллографа).
4.2. Исследовать неинвертирующий усилитель
Неинвертирующий
усилитель имеет вход-гнездо 3а, выход -
4а. Гнездо 2а заземлить, соединив его
проводником с клеммой
.
4.2.1. Повторить выполнение пунктов задания 4.1.
4.3. Исследовать дифференциальный усилитель (усилитель разности сигналов)
Усилитель разности сигналов имеет 2 входа: неинвертирующий вход-гнездо 3а, инвертирующий вход - 2а, выход - 4а.
4.3.1. Зарисовать временные диаграммы входных (в точках 3а и 2а) и выходного (4а) сигналов, подав на инвертирующий вход гармонический сигнал от генератора Г3-33 с амплитудой 0.5В и частотой 100 Гц, а на неинвертирующий вход сигнал прямоугольной формы от генератора встроенного в макет (гнездо- 8в).
Измерения проводить в режиме внешней синхронизации осциллографа от макета.
4.3.2. Рассчитать коэффициент ослабления синфазного сигнала. Косс=Uвх/Uвых.
Для расчета Косс, объединив входы усилителя разности и подав на них гармонический сигнал (Um =1B, f = 100 Гц) от генератора Г3-33, измерить с помощью осциллографа амплитуду входного и выходного сигналов.
Объяснить результат измерения.
4.4. Исследовать суммирующий усилитель
Суммирующий усилитель имеет: два входа (гнезда 5а, 6а) и выход-гнездо 7а. Гнезда 6в, 4в соединить проводником.
4.4.1. Повторить пункт 4.3.1 настоящего описания.
4.5. Исследовать дифференцирующий усилитель
Дифференцирующий усилитель имеет: вход-гнездо 3в, выход- 4а.
4.5.1. Снять АЧХ коэффициента усиления (зависимость коэффициента усиления от частоты К(f)=Uвых/Uвх) в диапазоне частот (20...104) Гц при входном гармоническом сигнале амплитудой Uвх=100мВ.
Результаты измерений занести в таблицу 1, рассчитать Кu и построить график К(f).
Таблица 1
f(Гц) |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
103 |
2.103 |
5.103 |
104 |
lg f |
1.2 |
1.7 |
2 |
2.3 |
2.7 |
3 |
3.3 |
3.7 |
4 |
Uвых |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.5.2. Зарисовать осциллограммы входного и выходного сигналов дифференцирующего усилителя при подаче на его вход последовательности прямоугольных импульсов с частотой 100 Гц, от формирователя импульсов встроенного в макет (гнездо 8в).
Объяснить изменение формы выходного сигнала на выходе усилителя по сравнению с его входным сигналом.