Линейные преобразователи сигналов на операционных усилителях. Настройка и расчет масштабирующих устройств, постоянного и переменного тока с двумя и одним источником питания, источника тока и управляемого напряжением, алгебраического сумматора

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Факультет Технической Кибернетики

Кафедра Автоматики и Вычислительной Техники

ОТЧЕТ

о лабораторной работе №6

 «Линейные преобразователи сигналов на операционных усилителях»            

                                                 Электроника__      ____________________  __

                                       Работу выполнил студент    3081/2   

группа           Ф.И.О.

Преподаватель      

подпись           Ф.И.О.

Санкт-Петербург

2006г.

1. Цель работы.

Настройка и расчет масштабирующих устройств, постоянного и переменного тока с двумя и одним источником питания, источника тока и управляемого напряжением, алгебраического сумматора.

2. Чертеж схемы исследуемого устройства ( рис. 2.1 – 2.5 ).

                                  

Рис. 2.1. Схема масштабного усилителя.

Рис. 2.2. Схема усилителя напряжения.

Рис. 2.3. Схема усилителя переменного тока.

Рис. 2.4. Схема управляемого источника тока.

Рис. 2.5. Схема алгебраического сумматора.

3. Исходные данные. ( 5 вариант )

Тип ОУ:  К140УД6

Напряжение питания:  Е₀₁ = +15 В, Е₀₂ = -15 В

Коэффициент усиления:   К = 10

Частота f = 50 Гц

Ток нагрузки  I_н = 1,5  мА

4. Расчет элементов и параметров схемы.

1) для расчета элементов схем возьмем R₁ = 10 кОм

2) R₂ = КR₁ = 100 кОм

3) для схемы рис. 2.2 R₃ = R₁ = 10 кОм, R₄ = R₂= 100 кОм

4) для схемы рис. 2.3 см. п.3,

f = a₀ /(₁) = 1/[2C_р(R₃+R₄)],

C_р = 1/[2f(R₃+R₄)] = 28,9 нФ

5) для схемы рис. 2.4 R₁ = R₂ = R₃ = R₄ = R = 20 кОм

i_н = e_c/R₆

u _{вых макс} = 10 В

R = 20кОм

n = 4

R/R₆ = n

R=R₅+R₆

R₆ = 5 кОм

R₅ = 15 кОм

R_н = ( ) = 1,25 кОм

6) для схемы рис. 2.5 см. п. 4

5. Примеры расчетов. Экспериментальные зависимости.

5.1. Исследование схемы масштабного усилителя ( рис. 2.1 ).

Зависимости выходного напряжения U_вых от величины входного сигнала e_с   при  e_сmax = 1,43 В на постоянном токе ( см. табл. 5.1.1, рис. 5.1.1 ) и переменном токе ( см. табл. 5.1.2, рис. 5.1.2 ).

                  Таблица 5.1.1

на постоянном токе
ec, B	Uвых, В		ec, B	Uвых, В
0	0,028		0	0,028
0,0891	-0,917	10,29	-0,0618	0,899	14,55
0,183	-1,91	10,44	-0,144	1,56	10,83
0,279	-2,94	10,54	-0,207	2,23	10,77
0,340	-3,59	10,56	-0,317	3,40	10,73
0,453	-4,79	10,57	-0,438	4,69	10,71
0,682	-7,24	10,62	-0,619	6,61	10,68
0,841	-8,92	10,61	-0,740	7,89	10,66
0,916	-9,73	10,62	-0,835	8,92	10,68
1,03	-10,92	10,60	-0,919	9,81	10,67
1,12	-11,95	10,67	-1,11	11,80	10,63
1,25	-13,25	10,60	-1,22	13,03	10,68
1,33	-14,08	10,59	-1,45	15,08	10,40
1,43	-14,11		-1,69	15,08
1,50	-14,11

Кср = /24 = 10,78

Таблица 5.1.2

на переменном токе
ec, B	Uвых, В	К
0,0556	0,594	10,68
0,0712	0,757	10,63
0,0839	0,892	10,63
0,102	1,06	10,41
0,209	2,25	10,77
0,311	3,31	10,64
0,402	4,27	10,62
0,576	6,08	10,56
0,711	7,58	10,66
0,896	9,53	10,64
0,928	9,87	10,64
1,05	10,56	10,06

Кср = /12 = 10,58

Зависимость коэффициента передачи K от значений сопротивлений R₁ и R₂ при их постоянном отношении ( см. табл. 5.1.3, рис. 5.1.3 ).

Таблица 5.1.3