Министерство образования и науки РФ
Дальневосточный Государственный Технический Университет
(ДВПИ им. Куйбышева)
Институт Радиоэлектроники Информатики и Электротехники
ЭЛЕКТРОНИКА
"ПРИМЕНЕНИЕ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ"
Владивосток 2010 г.
Цель работы:
Ознакомиться с применением ОУ для сложения двух постоянных, двух переменных, постоянного и переменного напряжений, дифференцирования и интегрирования входных сигналов.
Для исследования был использован ОУ LM741.
1.
Суммирование постоянных напряжений моделировалось на схеме рис.1.
А. При UВХ1
= 5В и UВХ2
= 3В измерены: I1
=1мА; I2
=0,6мА; I3
=1,6мА; I4
=1,6мА; UВЫХ
=-8В.
В. По значениям номиналов схемы рассчитаны:
I1
= U1
/ R1
= 1мА; I2
= U2
/ R2
=0,6мА;
Iос
= UВЫХ
/ R3
=1,6мА; Iос
= I1
+ I2
= 1,6мА;
U*
ВЫХ
= - (UВХ
1
∙ R3
/ R1
+ UВХ
2
∙ R3
/ R2
) = - 8В.
Измеренное значение UВЫХ
соответствует расчетному значению U*
ВЫХ
.
2.
Суммирование постоянного и переменного напряжений моделировалось на схеме рис.2., осциллограммы напряжений приведены на
рис.6.3
А. При UВХ≈
= 1В; UВЫХ≈
= 1В (фаза сдвинута на 1800
); UВЫХ=
= - 1В; расчетные значения этих величин:
U*
ВЫХ≈
= 1В; U*
ВЫХ=
=-1В.
В. При UВХ≈
= 1В и R2
=2,5 кОм измеренное значение UВЫХ≈
= 1В (фаза сдвинута на 1800
), а постоянная составляющая UВЫХ=
= 2В (рис.4).
Расчетные значения этих величин:
U*
ВЫХ≈
= UВХ1
∙ R3
/ R1
= 1В; U*
ВЫХ=
= - UВХ2
∙ R3
/ R2
= - 2В;
3.
Суммирование переменных напряжений исследовалось по схеме рис.5.
При UВХ≈
= 1В; UВЫХ≈
= 4В (фаза сдвинута на 1800
); UВЫХ=
= - 4В;
расчетные значения этих величин:
U*
ВЫХ≈
= UВХ
∙ R3
/ R1
+ R3
/ R1
= 4В, что соответствует результатам измерений.
4.
Переходной процесс в интеграторе исследовался по схеме рис.7 На вход схемы подавались импульсы прямоугольной формы частотой 1 кГц.
Скорость изменения выходного напряжения (по осциллограмме рис.8) VU
ВЫХ
= 10В/мс.
5.
Влияние амплитуды входного сигнала на переходный процесс в интеграторе показан на рис.9.
VU
ВЫХ
= 20В/мс, что в два раза больше, чем в предыдущем эксперименте, то есть скорость изменения выходного напряжения интегратора пропорциональна амплитуде входного сигнала.
6.
Влияние параметров схемы на переходный процесс в схеме интегратора
А. При R1
= 5 кОм скорость изменения выходного сигнала увеличивается:
VU
ВЫХ
= 20В/мс, что в 2 раза больше, чем в эксперименте по п.4 и равно значению в предыдущем эксперименте.
В. При С1
= 0,02 мФ скорость изменения выходного сигнала (рис.11) уменьшается: VU
ВЫХ
= 5В/мс, что в 2 раза меньше, чем в эксперименте по п.4.
Результаты измерений по п.4 - п.6 сведены в таблицу 1.
Таблица 1
Результаты экспериментов со схемой интегратора
№ пункта эксперимента |
UВХ
(В) |
R1
(кОм) |
C1
(мкФ) |
VU
ВЫХ
(В/мс) |
UВЫХ
MAX
(В) |
4 |
1 |
10 |
0,01 |
10 |
2,5 |
5 |
2 |
10 |
0,01 |
20 |
5 |
6 А |
1 |
5 |
0,01 |
20 |
5 |
6 В |
1 |
10 |
0,02 |
5 |
1,25 |
7.
Переходный процесс в схеме дифференциатора на ОУ исследовался по схеме рис.12, полученные осциллограммы представлены на рис.13.
А. Скорость изменения входного напряжения (по осциллограмме рис.13) V
U
ВХ
= 4В/мс.
В. UВЫХ
= - R2
∙C1
∙ ∆ UВХ
/ ∆t= - R2
∙C1
∙VU
ВХ
= - 1В, что соответствует экспериментальным данным, показанным на рис.13.
8.
Для исследования влияния частоты входного напряжения, ее значение увеличено вдвое - 2 кГц (рис.14), следовательно, и скорость изменения входного напряжения (при той же амплитуде сигнала) увеличилась вдвое.
А. VU
ВХ
= 8В/мс.
Амплитуда выходного сигнала, также увеличилась вдвое (рис.14) в сравнении с предыдущим экспериментом (рис.13).
В. UВЫХ
= - R2
∙C1
∙ ∆ UВХ
/ ∆t= - R2
∙C1
∙VU
ВХ
= - 2В,
что соответствует экспериментальным данным, показанным на рис.6.14.
9.
Влияние сопротивления обратной связи (R2
) на выходное напряжение дифференциатора, которое в эксперименте увеличено до 10кОм.
А. Скорость изменения входного напряжения (рис.15) аналогична эксперименту по п.7 (рис.13) - V
U
ВХ
= 4В/мс
В. UВЫХ
= - 2В, что соответствует экспериментальным данным, показанным на рис.14 и в 2 раза больше, чем в эксперименте по п.7 (рис.13).
10.
Влияние емкости конденсатора схемы (С1
) на выходное напряжение дифференциатора, которое в эксперименте увеличено до 100нФ.
А. Скорость изменения входного напряжения (рис.16) аналогична эксперименту по п.7 (рис.13) и п.9 (рис.15) - VU
ВХ
= 4В/мс.
В. U
ВЫХ
= - R
2
∙C
1
∙ ∆ U
ВХ
/ ∆t= - R
2
∙C
1
∙V
U
ВХ
= - 2В,
что соответствует экспериментальным данным, показанным на рис.14 и рис.15 и вдвое больше, чем в эксперименте по п.7 (рис.13).
Таблица 2
Результаты экспериментов со схемой дифференциатора
№ пункта эксперимента |
FВХ
(кГц) |
C1
(нФ) |
R2
(кОм) |
VU
ВХ
(В/мс) |
UВЫХ
(В) |
7 |
1 |
50 |
5 |
4 |
-1 |
8 |
2 |
50 |
5 |
8 |
-2 |
9 |
1 |
50 |
10 |
4 |
-2 |
10 |
1 |
100 |
5 |
4 |
-2 |
Выводы
В результате проделанной работы с использованием средств моделирования программного комплекса "ElectronicsWorkbench" ознакомлены с применением ОУ для сложения двух постоянных, двух переменных, постоянного и переменного напряжений, дифференцирования и интегрирования входных сигналов. Экспериментальные данные, полученные в работе, подтверждены аналитическими расчетами.
Другие работы по теме:
Усилитель мощности класса Б КУРСАЧ
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ” КАФЕДРА ФІЗИЧНОЇ ТА БІОМЕДИЧНОЇ ЕЛЕКТРОНІКИ
Исследование обратной связи в усилителях
Структурные схемы различных видов обратной связи. Коэффициенты усиления усилителя. Использование обратной связи в различных функциональных устройствах на операционных усилителях. Расчет элементов усилителя. Разработка и проверка схемы усилителя.
Проектирование усилителя мощности на основе ОУ
Задание на курсовое проектирование по курсу «Основы электроники и схемотехники» Студент: Данченков А.В. группа ИИ-1-95. Тема: «Проектирование усилительных устройств на базе интегральных операционных усилителей»
Операционный усилитель
Лабораторная работа №2 Операционный усилитель Цель работы: Ознакомиться с основными характеристиками операционных усилителей, исследовать некоторые устройства построенные на ОУ
Многокаскадные усилители
ВВЕДЕНИЕ В большинстве случаев одиночные каскады не обеспечивают необходимое усиление и заданные параметры усилителей. Поэтому усилители, которые применяют в аппаратуре связи и измерительной технике, многокаскадные. При анализе и расчете многокаскадного усилителя необходимо определить общий коэффициент усиления усилителя, искажения, вносимые им, распределять их по каскадам, определить требование к источникам, решить вопросы введения обратных связей и т.д.
«Взаимодействие процессов»
Курс «Операционные системы и среды» предполагает изучение нового материала и углубление на более высоком проблемно-теоретическом уровне уже изученного по курсу «Информатика»
работа 51 51(2,15)
Дисциплина входит в цикл общепрофессиональных дисциплин и является базовой для изучения специальных дисциплин
Электрический импеданс
Импедансом называется отношение комплексной амплитуды напряжения гармонического сигнала, прикладываемого к двухполюснику, к комплексной амплитуде тока, протекающего через двухполюсник.
Система управления скоростью
Содержание Введение 1. Определение параметров объекта управления 2. Разработка алгоритма управления и расчёт параметров устройств управления 3. Моделирование процессов управления, определение и оценка показателей качества
Проектирование широкополосного усилительного устройства
Понятие и структура, основные элементы и принцип действия широкополосных усилителей, особенности их практического использования. Методы исследования, расчета и проектирования широкополосных усилителей гармонических сигналов и импульсных сигналов.
Усилитель низкой частоты
Обоснование и выбор функциональной схемы усилителя низкой частоты. Выбор функциональной схемы. Предварительный усилитель и усилитель мощности. Особенности выбора обратной связи и операционного усилителя для ВУ и ПУ. Питание операционных усилителей.
Электроника
Проектирование транзисторных усилителей. Формы применения местных и общих отрицательных обратных связей при улучшении параметров усилителя. Анализ ёмкости переходных и блокировочных конденсаторов. Сущность входного сопротивления предварительного каскада.
Характеристики операционных усилителей
Министерство образования и науки РФ Дальневосточный Государственный Технический Университет (ДВПИ им. Куйбышева) Институт Радиоэлектроники Информатики и Электротехники
Усилители
Практическое занятие №12 Изучение методов измерения основных параметров операционных усилителей Характеристики операционного усилителя. Цели:
Селективный усилитель
Министерство образования Российской Федерации ГОУ УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ-УПИ Кафедра "Радиоэлектроники информационных систем"
Усилитель мощности
Разработка усилителя мощности, с использованием операционных усилителей, класс работ АБ (вид и спад амплитудно-частотных характеристик не имеет значения) с заданными параметрами выходной мощности, тока нагрузки, входного напряжения, диапазона частот.
Транзисторный безтрансформаторный каскад усилителя
Широкое применение безтрансформаторных усилителей мощности. Выполнение современных усилителей небольшой мощности по безтрансформаторным схемам для уменьшения габаритов, массы, стоимости и расширения полосы пропускания устройства. Выбор типа транзистора.
Проектирование и анализ активного электрического фильтра
Разработка активного электрического фильтра Баттерворта 6-го порядка на основе идеального операционного усилителя (ОУ). Изучение проектирования фильтров при использовании современных методов расчета – программы Microcap. Построение АЧХ и ФЧХ фильтра.
Функциональные устройства на ОУ
Понятие и назначение операционных усилителей, их структура и основные функции, разновидности и специфические признаки, сферы применения. Инвертирующее и неинвертирующее включение операционных усилителей. Активные RC-фильтры. Компараторы сигналов.
Генератор гармонических колебаний на операционных усилителях
Генератор гармонических колебаний - устройство, без постороннего возбуждения преобразующее энергию источника питания в энергию гармонических колебаний. Проектирование элементов электрического генератора гармонических колебаний на операционном усилителе.
Селективный усилитель
Разработка селективного усилителя, обладающего заданными параметрами. Функциональная схема селективного усилителя. Расчёт элементов предварительного усилителя, полосовых фильтров, сумматора. Область применения селективных усилителей, полоса прозрачности.
Наши первые ОС
В 1967 году начата разработка сразу двух операционных систем для БЭСМ-6.
UNIX-время
Эта статья о формате кодирования времени; об утилите см.: time (Unix). Для термина «Time» см. другие значения. UNIX-время POSIX-время (англ. Unix time) — система описания моментов во времени, принятая в UNIX и других POSIX-совместимых операционных системах.
Операционные усилители и их применение
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Ишимбайский нефтяной колледж Р Е Ф Е Р А Т по электронике на тему: «Операционные усилители и их применение»