12.5 Содержание отчета

Отчет по выполнению лабораторной работы должен содержать:

- цель работы;

- принципиальная схема, условное графическое обозначение и основные параметры ИМС К521СА4;

- схемы проведения экспериментов, результаты исследований, временные диаграммы, расчеты;

• выводы по работе.

12.6 Контрольные вопросы

12.6.1 Назначение и основные характеристики аналоговых компараторов.

12.6.2 Чем отличается компаратор от операционного усилителя? Возможно ли использование операционного усилителя в качестве компаратора?

12.6.3 Как рассчитываются параметры цепей обратной связи компаратора?

12.6.4 Почему для формирования цифровых сигналов в линиях связи необходимо использовать компараторы с гистерезисной характеристикой?

12.6.5 Принцип действия преобразователя напряжения во временной интервал на базе компаратора. Какие параметры компаратора влияют на погрешность преобразования?

12.6.6 Как использовать компаратор для формирования импульных последовательностей по длительности?

12.6.7 Схемы генераторов импульсной последовательности на компараторе.

Р исунок 12.4 – Схема лабораторной установки

12.7 Рекомендуемая литература: [1, 2, 3, 5, 7, 8, 9, 14, 16, 17, 20, 26].

13 Лабораторная работа №13

“Исследование ИМС операционных усилителей“

13.1 Цель работы

Изучить принцип работы, основные параметры и характеристики операционного усилителя (ОУ), провести исследование ОУ в качестве масштабирующего усилителя, сумматора, дифференциатора и интегратора.

13.2 Основные теоретические сведения

Исследуемый усилитель называется операционным потому, что он может использоваться для выполнения различных математических операций над сигналами: алгебраического сложения, вычитания, умножения на постоянный коэффициент, интегрирования, дифференцирования, логарифмирования и т.д.

ОУ - это усилитель постоянного тока (УПТ), имеющий большой коэффициент усиления по напряжению (> 1000) и выполненный в виде интегральной микросхемы.

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) ОУ не имеет завала в области низких частот, поскольку ОУ не содержит разделительных конденсаторов. Для того, чтобы в отсутствие входных сигналов потенциал выхода можно было привести к нулю (к потенциалу земли), питание ОУ делают двуполярным и обычно симметричным (например, +- 12 В).

Множество различных схем обработки аналоговых сигналов строятся на базе ОУ, охваченного цепью отрицательной обратной связи, определяющей основные качественные показатели и характер выполняемых усилителем операций. Современный усилитель выполняется на базе интегральной микросхемы (ИМС) ОУ, к выводам которой, кроме цепи обратной связи, присоединяются источники питающих напряжений, входных сигналов, нагрузка, цепи коррекции частотных характеристик ОУ в интегральном исполнении и другие цепи.

Рассмотрим инвертирующее включение ОУ (рисунок 13.1). Входной сигнал подается на инвертирующий вход ИМС ОУ, неинвертирующий вход заземлен. Усилитель называется инвертирующим, так как выходное напряжение Uвых инвертировано (противофазно) по отношению к входному напряжению Uвх. Отрицательная обратная связь создается с помощью резисторов R1, R2 (параллельная ООС по напряжению). Коэффициент усиления напряжения в такой схеме определяется как

Ku оу = - (R2/R1).

Инвертирующий ОУ может использоваться для изменения масштаба входного напряжения умножением его на постоянный коэффициент (-R2/R1), а также для алгебраического суммирования входных сигналов (аналоговый сумматор изображен на рисунке 13.2).