Исследование свойств дифференциального усилителя. Исследование статических и динамических параметров

Федеральное агентство связи

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики»

(ГОУ ВПО «СИБГУТИ»)

кафедра Технической Электроники

Лабораторная работа №4

«исследование свойств дифференциального усилителя»

Выполнил: ст. 4 курса

гр. Н-05

Осадшая Н.О.

Проверил: доцент, к.т.н.

Брикман А.И.

Новосибирск,  2013

1. Цель работы.

Исследование статических идинамических параметров ОУ.Исследование простейших устройствна основе ОУ.

2. Подготовка к работе.

2.1. Изучить следующие вопросы курса:

*             принцип работы и схема ДУ,

*             влияние генератора тока на работу ДУ,

*             статические характеристики реального ОУ,

*             характеристики ОУ с разомкнутой и замкнутой цепью ООС,

2.2. Изучить правила работы со средствами моделирования EWB:

2.3. Предварительные расчеты.

                                      

R3=R_Э0= 

R1=R2=R6=R7=R_K= 

3. Задание на работу в лаборатории.

3.1. Сравнительные показатели работы ДУ с различным заданием общего тока.

3.1.1.Начальные установки схемы.

Рис.4.1.Схемы ДУ: (а) – с R_Э в общей цепи, (б) –с источником тока в общей цепи.

3.1.2. Режим покоя ДУ.

Таблица 4.1. Е=±12B, I_Э0=±1мА, I_КП=±0.496мА, U_КП=±11.13В.

	ДУ с RЭ0				ДУ с ИТ
ΔUBX, мВ	10	50	-10	-50	10	50	-10	-50
UI, В	11.29	11.77	10.97	10.49	11.3	11.78	10.98	10.5
UNI,  В	10.97	10.49	11.29	11.77	10.98	10.5	11.3	11.78
UDIF, В	0.325	1.288	-0.325	-1.288	-0.323	-1.277	0.323	1.277
KI	1129	235.4	-1097	-209.8	1130	235.6	-1098	-210
KNI	1097	209.8	-1129	-235.4	1098	210	-1130	-235.6
KDIF	32.5	25.76	32.5	25.76	-32.3	-25.54	-32.3	-25.54

Вывод, по каким показателям и какой усилитель лучше:

равномерность усиления по обеим ветвям – лучше ДУ с R_Э0

линейность усиления – оба усилителя почти одинаковы равномерность усиления по обоим знакам. – оба усилителя почти одинаковы

3.1.4. Работа ДУ с синфазным сигналом

Таблица 4.2. Е=±12B, I_Э0=±1мА, I_КП=±0.496мА, U_КП=±11.13В.

3.1.5. Работа ДУ с разностным сигналом.

Таблица 4.3. Е=±12B, I_Э0=±1мА, I_КП=±0.496мА, U_КП=±11.13В.

V2, V4,  В	*0	1	2	5	-1	-2	-5
UI	11.29	11.23	11.17	10.98	11.36	11.42	11.6
UNI	10.97	10.88	10.79	10.52	11.06	11.15	11.42
UDIF	0.325	0.35	0.380	0.461	0.297	0.269	0.185
KI	1129	1123	1117	1098	1136	1142	1160
KNI	1097	1088	1079	1052	1106	1115	1142
IЭ0, мА	1.007	1.096	1.183	1.448	0.918	0.831	0.568
KDIF	16.25	17.5	19	23.05	14.85	13.95	9.25
KU.CC	32.5	35	38	46.1	29.7	26.9	18.5

Усиление можно выразить, как

                 (4.3)

Отсюда можно получить значение K_U._CC.

3.2. Исследование свойств операционного усилителя (ОУ) на основе ДУ.

3.2.1.Начальные установки схемы.

Рис.4.2.ОУ с разомкнутой цепью ООС (схема внутри модуля).

3.2.2. Основные характеристики ОУ с разомкнутой цепью ООС.

Таблица 4.4. Тип ОУ - ha-2540, Е=± 12В, U_ВЫХ(РБ) =3.063В.

Коэффициент ослабления синфазного сигнала

                                           (4.4)

Выходное  сопротивление ОУ

                               (4.5)

3.2.3. Характеристики ОУ с разомкнутой цепью ООС в режиме АC.

Таблица 4.5.

3.3. Исследование ОУ с замкнутой цепью ООС (инвертирующего усилителя).

3.3.1. Начальная установка параметров схемы.

Рис.4.3. Инвертирующий усилитель на основе ОУ.

3.3.2. Выходное сопротивление усилителя.

R_{ВЫХ x1} = 344 Ом

R_{ВЫХ x5} = 148 Ом

R_{ВЫХ x10} = 145 Ом

При изменении R2 пропорционально изменияется и K_U  , так как K_U=R2/R1. А при изменении K_Uменяется и U_вых .Отсюда меняется и . С увеличением K_U ,  R_ВЫХ падает.

3.3.3. Определение связи между усилительными и частотными свойствами.

Таблица 4.6.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4.1

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9
тип БТ	315V	315G	3102V	316V	3102B	315B	315D	315E	3102A
±EП, В	12	15	18	12	15	18	12	15	18
IЭ0, мА	2.0	3.0	1.0	2.4	1.6	2.8	1.0	1.4	2.2
KU	30	40	55	45	50	75	35	45	75
тип ОУ	LF257	LF155	ha-2840	LM258	LF147	LM246	ha-2540	LM201	ha-2510
№	10	11	12	13	14	15	16	17	18
тип БТ	315I	316B	316D	368A	3102D	355A	315Z	373A	3102E
±EП, В	12	15	18	12	15	18	12	15	18
IЭ0, мА	3.0	1.4	1.0	2.4	3.2	1.0	2.8	1.8	3.2