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, страница 5

Теоретическая частота перегиба:

 50 Гц

Найдем экспериментальную частоту перегиба:

54,8 Гц

9,6 %

6.1.4. Схема управляемого источника тока:

При исследовании зависимости тока нагрузки I_н от сопротивления нагрузки R_н:

iнэксп  = 1,505

iнтеор  = 1,5

0,333 % 

При исследовании зависимости тока нагрузки I_н от величины входного сигнала e_c при постоянном сопротивлении нагрузки R_н = 1200 Ом,  ecmax =  7,63 В:

                        Таблица 6.1.4.1

0,334 % 

6.2. Расчет допустимых погрешностей.

6.2.1. Схема масштабного усилителя:

;

6.2.2. Схема усилителя напряжения:

;

6.2.3. Схема усилителя переменного тока:

;

;

6.2.4. Схема управляемого источника тока:

;

6.3. Вывод.

По экспериментально снятым характеристикам различных схем на основе ОУ можно сделать следующие выводы:

Схема масштабного усилителя:

- зависимость выходного напряжения U_вых от величины входного сигнала e_с на постоянном токе полностью подтверждает теорию, четко прослеживается область линейной зависимости и область насыщения, полученная погрешность входит в область допустимой;

- зависимости выходного напряжения U_вых от величины входного сигнала e_с на переменном токе также полностью подтверждает теорию, порог насыщения равен 10В, что закономерно, так как в данном случае речь идет о действующих значениях; полученная погрешность входит в область допустимой;

- исследование зависимости К от величин R1 и R2 при постоянном их отношении показывает какие значения резисторов стоит использовать при исследовании схем данного типа, малые значения сопротивлений влекут искажения, что четко прослеживается при рассмотрении выходного сигнала на осциллографе; полученные погрешности входят в область допустимой;

-  полученная экспериментально, зависимость коэффициента передачи K от сопротивления R_2, при R₁ фиксированном, практически совпадает с теорией, что связанно с правильным определением области на грани искажения, а, следовательно, с хорошо проведенным экспериментом; однако по подсчитанным погрешностям и сравнению ее с допустимой, можно сказать, что одна точка зависимости при R₂ = 51 Ом измерена неверно.

Схема усилителя напряжения:

- выводы по исследованию схемы усилителя напряжения на постоянном токе и переменном токе полностью совпадают с выводами  по пункту первому исследования  схемы масштабного усилителя;

- полученные погрешности входят в область допустимой.

Схема усилителя переменного тока:

- выводы по исследованию зависимости выходного напряжения U_вых от величины входного сигнала е_с схемы усилителя переменного тока полностью совпадают с выводами  по пункту первому исследования  схемы масштабного усилителя на переменном токе; полученная погрешность входит в область допустимой;

- по зависимости значения K от частоты входного сигнала ec и по построенной АЧХ можно определить область рабочих частот, а также найти частоту перегиба; полученная погрешность входит в область допустимой.

.           Схема управляемого источника тока:

- для этой схемы испытания были проведены при разных значениях сопротивления нагрузки, исследуемый источник должен был поддерживать ток постоянным, колебания около этой величины - минимальны, что как раз и видно по подсчитанной погрешности, которая мала и входит в область допустимой;

- зависимость тока нагрузки I_н от величины входного сигнала e_c при постоянном сопротивлении нагрузки R_н  практически идентична с теоретической зависимостью, при e_cmax на границе с областью искажений полученная величина тока нагрузки очень близка к теоретической, что видно по полученной погрешности, которая мала и входит в область допустимой.

Схема алгебраического сумматора:

- на экране осциллографа мы наблюдали вид выходного сигнала с учетом постоянной составляющей, при изменение входных сигналов наблюдалось изменение вида ( амплитуды ) выходного сигнала, суммирование.