Исследование особенностей работы операционного усилителя в режимах неинвертирующего и инвертирующего усилителей




Практическое занятие №1

Изучение методов измерения основных параметров операционных усилителей

Характеристики операционного усилителя.

Цели:

1. Измерение входных токов операционного усилителя (ОУ).

2. Оценка величин среднего входного тока и разности входных токов ОУ.

3. Измерение напряжения смещения ОУ.

4. Измерение дифференциального входного сопротивления ОУ.

5. Вычисление выходного сопротивления ОУ.

6. Измерение скорости нарастания выходного напряжения ОУ.

Приборы и элементы:

- вольтметр;

- амперметр;

- осциллограф;

- функциональный генератор;

- источник напряжения;

- резисторы;

- операционный усилитель LM 471.

Паспортные данные ОУ LM741:

• средний входной ток ОУ 0,08 мкА;

• разность входных токов ОУ 0,02 мкА;

• напряжение смещения ОУ 1 мВ;

• входное сопротивление ОУ 2 Мом;

• выходное сопротивление ОУ 75 Ом;

• скорость нарастания выходного напряжения ОУ 0,5 В/мкс.

Ход выполнения работ.

Эксперимент 1. Измерение входных токов.

Создать файл со схемой, изображенной на рис. 12.1. Включить схему. Измерить входные токи ОУ. По результатам измерений вычислить средний входной ток Iвх и разность входных токов ОУ. Результаты занести в раздел "Результаты экспериментов".

 

Рис. 12.1

Эксперимент 2. Измерение напряжения смещения.

Создать файл со схемой, изображенной на рис. 12.2. Включить схему. Записать показания вольтметра в раздел "Результаты экспериментов". По результатам измерения, вычислить напряжение смещения Uсм, используя коэффициент усиления схемы на ОУ. Результаты вычислений также занести в раздел "Результаты экспериментов".

 

Рис. 12.2

 

Эксперимент 3. Измерение входного и выходного сопротивлений.

а). Создать файл со схемой, изображенной на рис. 12.3. Включить схему. Измерить входной ток Iвх и выходное напряжение Uвых, записать показания в раздел "Результаты экспериментов". Переключить ключ клавишей [Space]. Измерить входной ток после переключения ключа. Рассчитать изменения входного напряжения и тока. По полученным результатам вычислить дифференциальное входное сопротивление ОУ. Результаты занести в раздел "Результаты экспериментов".

б). Уменьшать сопротивление нагрузочного резистора R2 до тех пор, пока выходное напряжение Uвых не будет примерно равно половине значения полученного в п. а). Записать значение сопротивления R2, которое в этом случае приблизительно равно выходному сопротивлению Uвых ОУ, в раздел "Результаты экспериментов".

 

Рис. 12.3

 

Эксперимент 4. Измерение времени нарастания выходного напряжения ОУ.

Создать файл со схемой, изображенной на рис. 12.4. Включить схему. Зарисовать осциллограмму выходного напряжения в раздел "Результаты экспериментов". По осциллограмме определить величину выходного напряжения, время его установления и вычислить скорость нарастания выходного напряжения в В/мкс. Записать результат в раздел "Результаты экспериментов".

 

Рис. 12.4

 

Результаты экспериментов.

Эксперимент 1. Измерение входных токов.

Ток неинвертирующего входа I1 =

Ток инвертирующего входа I2 =

Средний входной ток Iвх = (I1+ I2)/2 =

Разность входных токов ОУ ∆Iвх = I2 - I1 =

Эксперимент 2. Измерение напряжения смещения.

Выходное напряжение усилителя Uвых =

Коэффициент усиления схемы Kу = R2/R1 =

Напряжение смещения Uсм = ∆Uвых/ Kу =

Эксперимент 3.

Измерение входного и выходного сопротивлений.

а)

Входной ток до переключения ключа (в мкА) Iвх1 =

Входной ток после переключения ключа Iвх2 =

Изменение входного напряжения ∆Uвх = Uвх1 - Uвх2 =

Изменение входного тока ∆Iвх = Iвх1 - Iвх2 =

Входное дифференциальное сопротивление Rвх.диф = ∆Uвх/∆Iвх =.

б)

Выходное напряжение Uвых =

Выходное сопротивление Rвых =

Эксперимент 4. Измерение времени нарастания выходного напряжения ОУ.

Выходное напряжение Uвых =

Время установления выходного напряжения tус =

Скорость нарастания выходного напряжения VUвых = Uвых/ tус =

 

 

Рис.12.5 Осциллограмма к эксперименту 12.4

 

Вопросы:

1. Отличается ли измеренное значение среднего входного тока Iвх от его номинального значения для ОУ LM741, взятого из паспортных данных?

Ответ:

2. Существенно ли отличие разности входных токов от номинального значения для ОУ LM741?

Ответ:

3. Совпадают ли измеренное значение напряжения смещения с номинальным значением для ОУ LM741?

Ответ:

4. Сравните величину измеренного входного сопротивления с паспортными данными на ОУ LM741.

Ответ:

5. Сравните величину измеренного выходного сопротивления с паспортными данными на ОУ LM741.

Ответ:

6. Сравните между собой величины входного и выходного сопротивлений ОУ. Какова схема замещения ОУ как элемента электрической цепи?

Ответ:

 


Практическое занятие №2

Исследование особенностей работы операционного усилителя в режимах неинвертирующего и инвертирующего усилителей



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-08-26 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: