Исследование операционного усилителя. Изучение влияния отрицательных внешних обратных связей (Лабораторная работа № 4), страница 2

Для инвертирующего усилителя на ОУ с параллельной ООС по напряжению (рис. 4.4.) имеем

                                     (4.1)

и для узла «а» на основании первого закона Кирхгофа можно записать

,                                  (4.2)

так как . Тогда или

.                         (4.3)

При выборе ОУ с большим коэффициентом усиления () слагаемое

                                   (4.4)

Тогда из (3) получим

, или окончательно коэффициент передачи равен

.                              (4.5)

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему для исследования ОУ в соответствие с рис. 4.5.

Для изменения U_вх1 использовать регулятор напряжения источника E₁, для регулирования U_вх2 – источника E₂. Перевести ручки регуляторов напряжения источников E₁ и E₂ в крайнее левое положение, после проверки схемы преподавателем включить источники питания.

2. Снять передаточную характеристику ОУ по инвертирующему входу U_вых=f(U_вх1) при условии, что U_вх2=0 и R₂=1 кОм.

Для этого регулятором напряжения источника E1 изменять U_вх1 в диапазоне от 0 до 1 В с шагом 0,2 В. Вольтметр V₂ подключить для измерения U_вх1. Измерять выходное напряжение U_вых вольтметром V₂. Результаты измерения внести в таблицу 4.1.

Таблица  4.1

Uвх1, В		0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0
Uвых, В	при R2 = 680Ом
	при R2 = 1 кОм
	при R2 = 3,3 кОм
	при R2 = 10 кОм

3. Повторить п.2, устанавливая последовательно R₂ = 680 Ом,  3,3 кОм, 10 кОм. Замену сопротивлений производить при отключенных источниках питания E₁, E₂, E₃! Результаты измерений внести в таблицу 1.

4. Снять передаточную характеристику ОУ при неинвертирующем включении U_вых=f(U_вх2) при U_вх1=0.

Для этого установить R₂ = 1 кОм, вольтметр V₁ подключить к U_вх2. Регулятором напряжения источника E₂ изменять U_вх2 в диапазоне 0…1 В с шагом 0,2 В. Результаты измерения U_вых записать в  таблицу 4.2.

Таблица 4.2

Uвх2, В	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0
Uвых, В

5. Снять передаточную характеристику ОУ при дифференциальном входе.

Для этого установить U_вх1=0,2 В. Меняя U_вх2 в диапазоне 0…1 В с шагом 0,2 В измерять U_вых. Результаты измерений внести в таблицу 3. Вычислить выходное напряжение и дифференциальный коэффициент усиления по напряжению по формулам

,                                   (4.6)

.                        (4.7)

Результаты вычислений также занести в таблицу 4.3.

Таблица 4.3

Uвх2, В	Uвых, В	Uвх2-Uвх1, В	Uвых. расч., В	Kд
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

6. Повторить п. 5, установив U_вх2 = 0,7 В, меняя U_вх1. Результаты свести в таблицу 4.

Таблица 4.3

Uвх2, В	Uвых, В	Uвх2-Uвх1, В	Uвых. расч., В	Kд
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

7. Исследовать влияние ООС ОУ на выходной сигнал и коэффициент усиления при дифференциальном входе.

Для этого установить R₁ = R₂ = R₃ = R₄ = 1к. Замену сопротивлений производить при отключенных источниках питания E₁, E₂, E₃! Устанавливая напряжения U_вх1 и U_вх2 в соответствии с таблицей 4.5, измерить U_вых. Результаты измерений и расчета свести в таблицу 4.5. Расчеты производить по формулам

,                   (4.8)

.             (4.9)

Таблица 4.5

8.Повтроить п. 7, заменив R₂ = R₄ =3,3 кОм. Замену сопротивлений производить при отключенных источниках питания E₁, E₂, E₃! Результаты внести в таблицу 4.5.

Содержание отчета

1. Принципиальная схема установки.

2. Данные измерений и расчетов.

3. Передаточные и амплитудные характеристики: U_вых=f(U_вх1) при U_вх2=const и R₂=const; U_вых=f(U_вх1) при U_вх2 = const; K_д=f(R₂) для каждой пары U_вх1, U_вх2 из таблицы 5.