Цель работы: экспериментальное исследование и анализ параметров инвертирующего усилителя.
1 Используя короткозамкнутые перемычки (КЗП), собрать схему (рисунок 19). В качестве сопротивлений R1, R2, R3 использовать R1, R10, R12 соответственно.
2 С разрешения преподавателя включить лабораторную установку тумблером «СЕТЬ». Вольтметром измерьте напряжения, подаваемые на операционный усилитель (выводы 7 и 4 ОУ) относительно корпуса. Запишите значение и полярность напряжения.
Рисунок 19 – Схема исследования инвертирующего усилителя
3 Произвести балансировку операционного усилителя. Для этого отключить КЗП, соединяющую генератор G1 и резистор R1 (R1). С помощью КЗП подсоединить резистор R1 (R1) к общему проводу (гнездо «┴»). Вольтметром измерить величину выходного напряжения. В идеале оно должно быть равно нулю. Если это не так, то рукой потенциометра PR1 «БАЛАНС» добиться, чтобы выходное напряжение было равно нулю на самом малом пределе прибора. После балансировки ОУ положение ручки «БАЛАНС» изменять нельзя.
4 Измерение коэффициента усиления.
4.1 Установить тумблер SA1 в положение «~». Подключить к выходу генератора G1 осциллограф (один вывод подключить к генератору, второй к общему проводу) и с помощью ручки потенциометра Um вх задать амплитуду синусоидального сигнала порядка 0.1 В. Получив на экране осциллографа устойчивое положение одного периода гармонического сигнала, измерить его амплитуду и период. Осциллограмму следует зарисовать.
4.2 Подать этот сигнал на вход усилителя. Для этого необходимо отсоединить осциллограф от генератора и соединить выход генератора с резистором R1.
4.3 Осциллограф подключить на выход исследуемой схемы (параллельно R3(R12)) и измерить амплитуду выходного сигнала. Осциллограмму следует зарисовать.
4.4 Рассчитать коэффициент усиления напряжения, используя амплитудные значения входного и выходного напряжений: K=–Um вых/Um вх.
4.5 Рассчитать коэффициент усиления напряжения, используя значения номиналов резисторов, которые установлены в цепи ООС (RООС) и на инвертирующем входе (Rвх): K=–RООС/Rвх=–R2/R1.
4.6 Произвести сравнение полученных в пунктах 4.4 и 4.5 значений коэффициента усиления по напряжению. Сделать вывод.
4.7 Изменив значения номинала резистора во входной цепи R1 (вместо значения R1 на R2 по лабораторному макету), с помощью осциллографа измерить значение выходного напряжения. Осциллограмму выходного сигнала зарисовать. Повторить пункты 4.4 – 4.7.
4.8 Изменив значения номинала резистора в цепи ООС R2 (вместо значения R10 на R11 по лабораторному макету), с помощью осциллографа измерить значение выходного напряжения. Осциллограмму выходного сигнала зарисовать. Повторить пункты 4.4 – 4.7.
4.9 Сделать вывод о зависимости коэффициент усиления инвертирующего усилителя от величины сопротивления резисторов Rоос и Rвх и коэффициента усиления ОУ.
5 Измерение входного и выходного токов.
5.1 Изменить значения номиналов резисторов во входной и ООС цепях (R1: с R2 на R1; R2: с R11 на R10).
5.2 Вместо КЗП (см. лабораторный макет) подключить микроамперметр и измерить величину входного тока. После измерения отключить микроамперметр и вставить КЗП.
5.3 Вместо КЗП (после резистора R3) подключить микроамперметр и измерить величину выходного тока. После измерения отключить микроамперметр и вставить КЗП.
5.4 Полученные значения занести в отчет и сравнить их с паспортными.
6 Определение значений входного и выходного сопротивления.
6.1 Используя данные полученные в пунктах 4.2 и 5.2,
рассчитать значение входного сопротивления схемы: Rвх=Um вх/
Iвх.
6.2 Используя данные полученные в пунктах 4.3 и 5.3,
рассчитать значение выходного сопротивления схемы: Rвых=Um вых/Iвых.
6.3 Данные расчета занести в отчет и сравнить их с паспортными.
7 Снятие передаточной характеристики инвертирующего усилителя.
7.1 Для этого необходимо задавать амплитуду входного сигнала от 0.1 В до 1 В с шагом 0.1 В (значения контролировать с помощью вольтметра подключенного параллельно генератору: КЗП перед R1 отключено; один вывод вольтметра подключен к генератору, второй – к общему проводу).
7.2 Измерить соответственно амплитуду выходного сигнала.
7.3 По полученным данным произвести расчет коэффициента усиления напряжения инвертирующего усилителя согласно пункту 4.4.
7.4 Измеренные и рассчитанные данные занести в таблицу 9.
Таблица 9 – Передаточная характеристика инвертирующего усилителя
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.