Общая электротехника и электроника: Лабораторный практикум, страница 42

Так как коэффициент усиления О.У. оказывается слишком большим, в схему усилителя вводится отрицательная обратная связь по напряжению. Для этого напряжение с выхода усилителя через резистор (Rо.с.) подается на инвертирующий вход усилителя. При этом коэффициент усиления  по напряжению приближенно определяется выражением:

                                                 Кu.ос.=Rо.с./R г,                                 ( 10.13 )

где Rо.с.- сопротивление в цепи отрицательной обратной связи,

Rг- внутреннее сопротивление источника сигнала.

.

10.3. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА МОДЕЛИ СТЕНДА. Структурная схема модели лабораторного стенда приведена на рис .10.1.

Рис.10.1.Структурная схема модели стенда для исследования автогенератора колебаний напряжения, собранного по схеме Вина.

На структурной схеме модели стенда приведены:

-Осциллограф, используемый для наблюдения осциллограмм колебаний напряжения непосредственно на контуре Вина (красная линия) и на выходе операционного усилителя (зеленая линия). Осциллограф также используется для измерения параметров колебаний напряжения.

-Операционный усилитель, инвертирующий вход которого обозначен знаком минус, неинвертирующий вход – знаком плюс.

-Мост Вина, состоящий из двух резисторов (R3=20кОhm и R4=20кОhm) и двух конденсаторов (С1=10 nF и С2=10 nF),

-Источник питания, создающий напряжение +15В и –15В.

-Нагрузка из трех последовательно включенных резисторов R1 (20 кОhm), резистора 30 к Оhm и резистора R2 (20 кОhm)

Положительная обратная связь, необходимая для самовозбуждения колебаний напряжения, создается путем подачи выходного напряжения с резисторов нагрузки через мост Вина на неинвертирующий вход О.У.

Напряжение отрицательной обратной связи подается на инвертирующий вход О.У. с резистора R2(20 кОhm). Выходное напряжение снимается с резистора R1(20 кОhm). Параллельно резистору R1 включены два стабилитрона, ограничивающие амплитуду колебаний выходного напряжения.

10.4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Ознакомиться с моделью стенда и порядком проведения измерений.

2.Подготовить исходные материалы для составления отчета по работе. Для чего на отдельных листках бумаги заполнить титульный лист с фамилией, именем и отчеством студента, выполняющего лабораторную работу. Затем написать название дисциплины, название  и цель выполнения работы.

3. Включить компьютер, запустить на выполнение программу «Eleсtronics Workbench» и открыть файл «Lab.10.ewb», размещенный в папке «Электротехника и электроника», вложенной в папку «Лабораторные работы».

4. Вычертить модель стенда и электрическую схему автогенератора (с экрана монитора).

5. Включить осциллограф и питание стенда. Зарисовать осциллограммы напряжений на входе и выходе операционного усилителя. Измерить, пользуясь калибровкой осциллографа, амплитуды (Uвх , Uвых) и период колебаний напряжений  (То.изм.) на входе и  выходе операционного усилителя и  занести их значения в табл. 10.1.

6.Рассчитать частоту колебаний напряжения на выходе автогенератора.

fo.изм.   = 1/To.изм. и занести полученное значение в табл.10.1.

6. Определить для приведенных на электрической схеме автогенератора  величин R3   =R4=R и С1,=С2 =C расчетные значения периода колебаний То.расч. и  частоты колебаний напряжения fo.расч.   = 1/To.расч.  на выходе автогенератора.

7. Изменяя параметры R3=R4 и С12 определить пределы реализуемого в данной схеме изменения частоты колебаний напряжения на выходе автогенератора. Измерения провести для шести различных значений R3,R4,.С12. Результаты измерений частоты и амплитуды колебаний на выходе автогенератора занести в табл.10.1.