Отчет по лабораторной работе Филатов doc. "институт дополнительного профессионального образования" отчет о лабораторной работе Исследование схем с операционными усилителями по курсу основы электроники

• Название: "институт дополнительного профессионального образования" отчет о лабораторной работе Исследование схем с операционными усилителями по курсу основы электроники
• Дата: 24.12.2022
• Размер: 235 Kb.
• Имя файла: Отчет по лабораторной работе Филатов doc.doc
• Тип: Исследование; #862350

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

“УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ”

Самостоятельное структурное подразделение

“ИНСТИТУТ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ”

ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

«Исследование схем с операционными усилителями»

по курсу: ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ Работу выполнил студент гр. АТПД(ДОТ)-22-01 Филатов С.В.

2022 г.

1. 
   ЦЕЛЬ РАБОТЫ
   
   1. 
      Ознакомление с основными свойствами операционных усилителей.
      
   2. 
      Исследование типовых функциональных схем, выполненных на базе операционных усилителей.
      

2. СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ



Рисунок 1 — Условное обозначение операционного усилителя (а); характеристики операционного усилителя по раздельным входам (б)
3. РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ И ТАБЛИЦЫ

3.1 Определить влияние на усилитель с параллельной обратной связью коэффициента усиления операционного усилителя и коэффициента передачи

При выполнении работы воспользуемся схемой на рисунке 2.



Рисунок 2 — Схема для исследования усилителя с параллельной отрицательной обратной связью

Необходимо рассчитать коэффициент передачи схемы и сопротивление R2, отвечающее заданному коэффициенту при R1=1000 Ом

K=2N+10; R2=KR1,

где N — номер варианта (N=10), передачи.

K=20+10=30

R2=30*1000=30000 Ом

Установить требуемые параметры и произвести эксперименты согласно таблице 1 при напряжении входа 0,2 В.



Рисунок 3 — Схема для исследования усилителя с параллельной отрицательной обратной связью для 1 опыта

KP — коэффициент передачи, определяемый по экспериментальным данным

K_Р=U_ВЫХ/U_ВХ

Относительная погрешность преобразования

γ=(K_P−K)/K.



Рисунок 4 — Схема для исследования усилителя с параллельной отрицательной обратной связью для 2 опыта

Таблица 1 — Данные при выполнении п. 3.1

№ п/п	К	КД	Эксперимент				Расчет
			А1	А2	V1	V2	KP	γ
1		100000	200 мкА	200 мкА	6 мкВ	- 6 В	30	0
2	1	100000	200 мкА	200 мкА	2,002 мкВ	-200 мВ	1	0,97
3		1000	200 мкА	200 мкА	6 мкВ	- 6 В	30	0

3.2 Определить влияние на усилитель с последовательной обратной связью коэффициента усиления операционного усилителя и коэффициента передачи

При выполнении используется схема на рисунке 5.

1. Сопротивление R2

R2=R1(K−1) = 1000*29 = 29000 Ом



Рисунок 5 - Схема для исследования усилителя с последовательной отрицательной обратной связью


Таблица 2 — Данные при выполнении п. 3.2

№ п/п	К	КД	Эксперимент			Расчет
			А	V1	V2	KP	γ
1		100000	0 мкА	200 мВ	6,006 В	30,03	0,001
2	2	100000	0 мкА	200 мВ	400,2 мВ	2	0,93
3		1000	0,006 мкА	200 мВ	6,005 В	30,025	0,0008

3.3 Произвести проверку функциональной способности сумматора

При выполнении использовать схему на рисунке 6. Установить произвольные по знаку и значению (в пределах от 0 до 18 В) напряжения U1, U2 и U3, причем такие, чтобы алгебраическая сумма не превышала 18 В. Произвести эксперимент и занести его результаты в таблицу 3.



Рисунок 6 - Схема для исследования сумматора

Таблица 3 — Данные при выполнении п. 3.3

U1	U2	U3	V	A1	A2	A3	A4	A5
5 В	5 В	8 В	-18 В	5 мА	5 мА	8 мА	18 мА	18 мА

3.4 Произвести проверку функциональной способности интегратора

При выполнении использовать показанную схему на рисунке 7. Следует учесть, что ключ S подсоединяет источник входного напряжения к интегратору в течении 1 с (включение 0,1 с, выключение - 1,1 с), то есть на входе интегратора формируется вольт - секундная площадь, с равной входному напряжению «высотой». Определить значение сопротивления R при емкости конденсатора С=10 мкФ,


Принять входное напряжение



Установить параметры, включить схему и снять копию осциллограммы и зафиксировать выходное напряжение. При снятии копии в осциллографе установить развертку по времени 0,1 с/дел. По вертикали масштаб должен быть таким, чтобы максимальное значение выходного сигнала было бы не менее одного деления.



Рисунок 7 - Схема для исследования интегратора

При входном напряжении U_ВХ = - 0,53 В. Получена осциллограмма рисунок 8, при этом выходное напряжение составляет U_ВЫХ = 15,91 В.



Рисунок 7 - Осциллограмма №1

Повторяем эксперимент при значении входного напряжения в два раза больше предыдущего: U_ВХ = - 1,06 В. Получена осциллограмма рисунок 8, при этом выходное напряжение составляет U_ВЫХ = 20 В.



Рисунок 8 - Осциллограмма №2

3.5 Произвести проверку функциональной способности дифференциатора

При выполнении используем схему, показанную на рисунке 9.


Рисунок 9 - Схема для исследования дифференциатора

Установить в схеме: R1=1 Ом; С=1 мкФ; R2=100 кОм, в генераторе: частота выходного сигнала — 1 Гц; амплитуда — 1В. Снять осциллограммы для трех видов выходного сигнала генератора (рис. 10-12). Развертка по времени осциллографа 0,2 с/дел.



Рисунок 10 - Осциллограмма №1 (синусоидальный сигнал)



Рисунок 11 - Осциллограмма №2 (треугольный сигнал)



Рисунок 12 - Осциллограмма №3 (прямоугольный сигнал)

Устанавливаем R1=1000 Ом и повторяем эксперимент (рис. 13-15).



Рисунок 13 - Осциллограмма №1 (синусоидальный сигнал)



Рисунок 14 - Осциллограмма №3 (треугольный сигнал)



Рисунок 15 - Осциллограмма №3 (прямоугольный сигнал)

4. 
   ВЫВОДЫ
   

В результате выполнения лабораторной работы было проведено ознакомление на практике с основными свойствами операционных усилителей: определено влияние на усилитель с параллельной и последовательной обратной связью коэффициента усиления операционного усилителя и коэффициента передачи.

Было также проведено исследование типовых функциональных схем, выполненных на базе операционных усилителей: проведена проверка функциональной способности интегратора, сумматора, дифференциатора.