Факультет Технической Кибернетики
Кафедра Автоматики и Вычислительной Техники
ОТЧЕТ
о лабораторной работе №7
« Нелинейные преобразователи сигналов »
Преподаватель
Санкт-Петербург
2003 г.
Приобретение навыков расчета, настройки и исследования нелинейных преобразователей сигналов на операционных усилителях (ОУ).
2. Расчет параметров элементов и характеристик устройств сравнения.
Исходные данные:

Инвертирующий выпрямитель:
Принимаем R1=20 кОм, Rн=10 кОм
R2=K1*R1=2*20=40 (кОм)
Двусторонний ограничитель-усилитель:

Суммирующее устройство сравнения:

Суммирующий триггер:

3. Выполнение.
3.1. Исследование инвертирующего выпрямителя (рис.1).

Рис.1.
Амплитудная характеристика:
| Ec, B | Uвых, В | Kпер | ΔК | 
| 0,0042 | 0,0015 | 2,53 | 0,5192 | 
| 0,012 | 0,003 | 2,08 | 0,0692 | 
| 0,0303 | 0,0092 | 2,13 | 0,1192 | 
| 0,1 | 0,335 | 2,31 | 0,2992 | 
| 0,31 | 0,88 | 1,99 | 0,0208 | 
| 0,606 | 1,72 | 1,99 | 0,0208 | 
| 1,022 | 2,8 | 1,92 | 0,0908 | 
| 1,997 | 5,5 | 1,94 | 0,0708 | 
| 3,01 | 8,4 | 1,96 | 0,0508 | 
| 4,08 | 11,4 | 1,96 | 0,0508 | 
| 4,5 | 12,8 | 1,99 | 0,0208 | 
| 4,8 | 13,2 | 1,43 | 0,5808 | 
| 4,98 | 13,6 | 1,91 | 0,1008 | 
| Кср= | 2,010769 | |
| ΔКср= | 0,1549 | |
| δ= | 2,01±0,15 | |
| Отн.погр. | 7,704079 | % | 

Рис.2. АХ.
3.2. Исследование двустороннего ограничителя (рис.3).

Рис.3.
Осциллограмма сигнала:

Рис.4.

Рис.5.
Характеристика Uвых=f(Ec)
| Прямая ветвь | Обратная ветвь | ||||||
| Uвх, В | Uвых, В | Kпер | ΔК | Uвх, В | Uвых, В | Kпер | ΔК | 
| 0,011 | -0,012 | 1,090909 | 0,61262 | -0,006 | 0,009 | 1,5 | 0,344815 | 
| 0,057 | -0,084 | 1,473684 | 0,229845 | -0,01 | 0,018 | 1,8 | 0,044815 | 
| 0,101 | -0,195 | 1,930693 | 0,227164 | -0,065 | 0,114 | 1,753846 | 0,090969 | 
| 0,151 | -0,289 | 1,913907 | 0,210378 | -0,112 | 0,211 | 1,883929 | 0,039114 | 
| 0,194 | -0,371 | 1,912371 | 0,208842 | -0,208 | 0,415 | 1,995192 | 0,150377 | 
| 0,324 | -0,618 | 1,907407 | 0,203878 | -0,515 | 1,1 | 2,135922 | 0,291107 | 
| 0,61 | -1,178 | 1,931148 | 0,227618 | ||||
| 1,008 | -1,95 | 1,934524 | 0,230994 | ||||
| 1,509 | -2,94 | 1,94831 | 0,244781 | ||||
| 2,04 | -3,98 | 1,95098 | 0,247451 | ||||
| 3,09 | -6 | 1,941748 | 0,238218 | ||||
| 4,05 | -6,92 | 1,708642 | 0,005112 | ||||
| 4,97 | -7,11 | 1,430584 | 0,272946 | ||||
| 6,11 | -7,2 | 1,178396 | 0,525133 | ||||
| 5,54 | -7,2 | 1,299639 | 0,40389 | ||||
| 2,43 | -4,72 | 1,942387 | 0,037529 | ||||
| 2,7 | -5,24 | 1,940741 | 0,035883 | ||||
| 3,22 | -6,25 | 1,940994 | 0,036136 | ||||
| 3,53 | -6,73 | 1,906516 | 0,001658 | ||||
| 3,78 | -6,78 | 1,793651 | 0,111207 | ||||
| K1cp= | 1,703529 | K1cp= | 1,844815 | ||||
| K2cp= | 1,904858 | ΔК2ср= | 0,1602 | ||||
| ΔК2ср= | 0,044483 | δ1= | 1,8±0,16 | ||||
| ΔК1ср= | 0,272591 | Отн.погр. | 8,683771 | % | |||
| δ1= | 1,5±0,53 | ||||||
| δ2= | 1,9±0,044 | ||||||
| Отн.погр. | 16,00157 | % | |||||
| Отн.погр. | 2,335225 | % | |||||

Рис.6.
4. Вывод.
Инвертирующий выпрямитель. Целью данного пункта работы было – показать, что характеристика абсолютно линейна от самого начала. В результате работы были выявлены некоторые искажения при большом сигнале. Это говорит о том, что мы вышли из рабочей области. Полученные экспериментальные данные соответствуют теоретическим с точностью до 8%.
Для двустороннего ограничителя была получена не вся характеристика. Присутствующая часть хорошо кореллирует с исходными данными. Были получены результаты измерения K с минимальной точностью в 15%. Подобные отклонения объясняются тем, что использовались номиналы элементов не в точности расчетные, а ближайшие по значению, присутствующие на стенде. Кроме того, номиналы элементов также могут быть воспроизведены с каким-то допуском. Поэтому имеем некоторые отклонения в полученных данных от ожидаемого результата.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.