Главная страница
Навигация по странице:

  • «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

  • ОТЧЕТ

  • Проверил: Ст. пр. ОКД ИШНКБ _________________ Коломейцев А.АТомск – 2021 г.Цель работы

  • Источник +12 В Источник -12 В

  • 2. Исследование не инвертирующего усилителя

  • 3. Исследование интегратора на операционном усилителе

  • Расчетные значения Экспериментальные значения

  • Построим зависимость U вых m = F(f)


    		•

    лб по электронике. Абдухокимов И.Ф 1Б91 лб №5 электроника. Отчет по лабораторной работе 5 Исследование операционного усилителя дисциплина "Электроника 2"


    Скачать 1.8 Mb.
    НазваниеОтчет по лабораторной работе 5 Исследование операционного усилителя дисциплина "Электроника 2"
    Анкорлб по электронике
    Дата17.01.2022
    Размер1.8 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаАбдухокимов И.Ф 1Б91 лб №5 электроника.docx
    ТипОтчет
    #333674

    МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
    РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

    Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

    высшего образования

    «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

    ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»



    Инженерная школа неразрушающего контроля и безопасности

    Направление: 12.03.01 «Приборостроение»

    Обеспечивающее подразделение: Отделение контроля и диагностики

    ОТЧЕТ

    ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №5

    Исследование операционного усилителя
    дисциплина "Электроника 1.2"
    Выполнили:

    Студенты группы 1Б91 Рахимов Э.М

    Абдухокимов И.Ф

    Проверил:

    Ст. пр. ОКД ИШНКБ _________________ Коломейцев А.А

    Томск – 2021 г.

    Цель работы

    Изучить схемы включения операционного усилителя (ОУ) с обратными связями в качестве инвертирующего и не инвертирующего усилителя; исследовать интегратор на операционном усилителе.

    Практическая часть

    1. Исследование не инвертирующего усилителя

    Соберем схему инвертирующего усилителя. Значение сопротивления резистора установим .



    Рисунок 1 – Схема инвертирующего усилителя на постоянном токе

    Снимем амплитудную характеристику усилителя на постоянном токе. В качестве источника сигнала использовали напряжение, регулируемое потенциометром.

    Таблица 1 – данные для амплитудной характеристики

    Источник +12 В
    Источник -12 В









    11,9
    -10,1
    -11,8
    10,6

    11
    -10,1
    -11
    10,6

    10
    -9,92
    -10
    10,1

    9,1
    -8,97
    -9,04
    9,03

    7,95
    -7,88
    -8,01
    7,99

    7,02
    -6,96
    -7,02
    7,0

    6,03
    -5,99
    -6,01
    5,99

    5,08
    -5,04
    -5,02
    5,01

    4,04
    -4,01
    -4,04
    4,03

    3,08
    -3,06
    -3,03
    3,02

    2,08
    -2,07
    -2,09
    2,08

    1
    -0,99
    -1,01
    1,01

    0
    0
    0
    0

    Строим амплитудную характеристику усилителя:



    Рисунок 2 – Амплитудная характеристика инвертирующего усилителя



    Рисунок 2.2 – Амплитудная характеристика инвертирующего усилителя

    Определим коэффициент усиления по напряжению :



    Далее необходимо собрать схему усилителя с использованием переменного тока.



    Рисунок 3 – Схема инвертирующего усилителя на переменном токе

    Наблюдая осциллографом выходное напряжение, установим произвольное положение движка потенциометра , при котором отсутствует насыщение ОУ. При положении потенциометра величина выходного сигнала равна, . Зафиксируем полученную осциллограмму.


    Рисунок 4 – Сфазированная осциллограмма входного и выходного напряжений при отсутствии насыщения ОУ

    Рассчитаем коэффициент усиления по напряжению:



    Снимем АЧХ усилителя при :

    Таблица 2 – данные для АЧХ





    0,15
    8,2

    0,5
    8,2

    1
    8,2

    5
    8,0

    10
    7,12

    20
    5,6

    30
    4,32

    40
    3,44

    50
    2,88

    60
    2,44

    70
    2,12

    80
    1,88

    90
    1,68

    100
    1,68




    Рисунок 5 – АЧХ инвертирующего усилителя в логарифмическом масштабе

    По АЧХ определим полосу пропускания усилителя для коэффициента частотных искажений на высоких частотах при . Полоса пропускания лежит в пределах от 10 кГц до 100 кГц.

    2. Исследование не инвертирующего усилителя



    Рисунок 6 – Схема не инвертирующего усилителя на постоянном токе

    Снимем амплитудную характеристику усилителя на постоянном токе. Полученные данные оформим в виде таблицы:

    Таблица 2 – Данные для амплитудной характеристики

    Источник +12 В
    Источник -12 В









    0
    0
    0
    0

    1,18
    2,38
    -1,03
    -2,01

    2,09
    4,2
    -2,1
    -4,16

    3,09
    6,2
    -3,07
    -6,05

    4,09
    8,2
    -4,01
    -7,96

    5
    10
    -5,11
    -10

    6
    10,7
    -6
    -10,2

    7
    10,7
    -7
    -10,2

    8
    10,7
    -8
    -10,2

    9
    10,7
    -9
    -10,2

    10
    10,7
    -10
    -10,2

    11
    10,7
    -11
    -10,2

    12
    10,7
    -12
    -10,2



    Рисунок 7 – Амплитудная характеристика не инвертирующего усилителя

    Определим коэффициент усиления по напряжению:





    Рисунок 8 – Схема не инвертирующего усилителя на переменном токе

    Снимем амплитудную характеристику усилителя на постоянном токе. Полученные данные оформим в виде таблицы: R3=20 кОм и R3=50 кОм.

    Рассчитаем теоретические коэффициенты усиления по напряжению при 100 Гц:





    Таблица 3 – Данные для амплитудной характеристики






    f, кГц

    R3=20 кОм
    R3=50 кОм



    1,6
    5
    1,6
    10
    0,1

    1,6
    5
    1,6
    10
    0,5

    1,6
    5
    1,6
    10
    1

    1,6
    5
    1,6
    10
    5

    1,6
    5
    1,6
    9
    10

    1,6
    4,64
    1,6
    7,2
    20

    1,6
    4,32
    1,6
    5,6
    30

    1,6
    3,92
    1,6
    4,6
    40

    1,6
    3,6
    1,6
    4,0
    50

    1,6
    3,36
    1,6
    3,4
    60

    1,6
    3,28
    1,6
    3,2
    70

    1,6
    2,96
    1,6
    2,76
    80

    1,6
    2,72
    1,6
    2,52
    90

    1,6
    2,72
    1,6
    2,36
    100



    Рисунок 9 – Сфазированная осциллограмма входного и выходного напряжений при отсутствии насыщения ОУ

    Рассчитаем коэффициент усиления по напряжению, найдя среднее:





    После сравнения выяснили, что полученные коэффициенты похожи на теоретически рассчитанный.
    3. Исследование интегратора на операционном усилителе



    Рисунок 10 – Схема интегратора на операционном усилителе

    Рассчитаем характеристики источника пилообразного напряжения. Амплитуда выходного пилообразного сигнала напряжения на интеграторе:



    Определим частоту выходного сигнала:










    Рисунок 11 – Сфазированная осциллограмма входного и выходного напряжений

    Оформим рассчитанные и экспериментальные данные в виде таблицы:

    Таблица 3 – Сравнение расчетных и экспериментальных данных для входного прямоугольного и выходного пилообразного сигналов

    Расчетные значения
    Экспериментальные значения














    Построим зависимость Uвых m = F(f):

    Таблица 4 – данные АЧХ


    1.1
    8.4

    1.2
    7.8

    1.3
    7.2

    1.4
    7.0

    1.5
    6.4

    1.6
    6.0

    1.7
    5.4

    1.9
    5

    2
    4.8

    2.5
    3.6

    3
    3.2

    4
    2.3

    5
    1.64

    6
    1.36

    7
    1

    10
    0.84

    20
    0.56

    50
    0.28


    Построим график зависимости:



    Рисунок 12 – Зависимость амплитуды от при постоянной амплитуде синусоидального входного напряжения

    Вывод

    В ходе выполнения данной работы были изучены схемы включения операционного усилителя с обратными связями. Выяснено, что увеличение сопротивления обратной связи приводит к росту коэффициента усиления. Амплитудные характеристики в данном случае уменьшаются. Уменьшение частоты входного напряжения амплитуда выходного пилообразного сигнала напряжения на интеграторе уменьшится. С ростом емкости конденсатора амплитуда пилообразного сигнала на выходе уменьшается.

    написать администратору сайта