"Схемотехника телекоммуникационных устройств". Лабораторная работа №3. “Исследование интегратора и дифференциатора на основе операционного усилителя”. Вариант 7

Дисциплина: "Схемотехника телекоммуникационных устройств"

Лабораторная работа №3. “Исследование интегратора и дифференциатора на основе операционного усилителя”

1 Цель работы
Исследовать свойства и характеристики схем интегратора и диффе-ренциатора на основе операционного усилителя (ОУ).

2 Подготовка к работе
Изучить следующие вопросы курса:
- свойства и особенности построения схем интегратора и дифферен-циатора на ОУ;
- способы повышения устойчивости схемы дифференциатора на ОУ;
- функциональные схемы и характеристики операционных усилите-лей.

Литература

Конспект лекций.

3 Описание исследуемых схем

Интегратором называется устройство, выходное напряжение которо-го пропорционально интегралу входного сигнала (площади под кривой входного сигнала). Схема идеального интегратора приведена на рисунке 3.1.
Схема содержит входной резистор R1 и конденсатор С1, включенный в цепь обратной связи ОУ (А1).
Учитывая большой собственный коэффициент усиления ОУ и глубо-кую отрицательную обратную связь, дифференциальное напряжение меж-ду инвертирующим и неинвертирующем входами (Uд = Uвых / К) близко к нулю. Таким образом, напряжение на инвертирующем входе близко к напряжению нулевого потенциала, то есть является «виртуальной землей». В результате входной ток определяется только входным напряжением и резистором R1. Вследствие большого входного сопротивления ОУ прак-тически весь входной ток протекает через конденсатор С1, заряжая его. При этом реализуется операция интегрирования.

4. Задание к работе в лаборатории
4.1. Ознакомиться с методикой проведения измерений с применением компьютерной программы.
4.2. Исследовать влияние сопротивления обратной связи R2 на амплитудно-частотную характеристику схемы интегратора. Определить рабочую ча-стоту fраб для двух различных значений R2 (см. рис. 3.2).
4.3. Исследовать влияние сопротивления обратной связи R2 на переходную характеристику схемы интегратора.
4.4. Исследовать амплитудно-частотные характеристики схемы диффе-ренциатора с выключенным и включенным резистором R2. Определить рабочую частоту fраб обоих случаев (см. рис. 3.3).
4.5. Исследовать переходные характеристики схемы дифференциатора с выключенным и включенным резистором R2.

5. Порядок выполнения работы
5.1. Запустить компьютерную программу. После завершения за-грузки управляющей оболочки необходимо открыть схему лабораторной установки, для чего выбрать в меню File команду Open, (либо щелкнуть левой кнопкой мыши на пиктограмме в линейке меню) а затем из пред-ложенного списка выбрать файл LAB_3i.ewb для исследования схемы ин-тегратора.
5.2. С помощью Боде-плоттера снять логарифмические амплитудно-частотные характеристики интегратора при значениях сопротивления R2 =10 кОм и 100 кОм. Определить fраб для обоих случаев. Для схемы ин-тегратора рабочей считается частота, на которой коэффициент передачи уменьшается на 3 дБ по сравнению со значением на низких частотах (где коэффициент передачи стремится к постоянной величине).
5.3.С помощью осциллографа исследовать переходные характеристи-ки схемы интегратора при значениях сопротивления R2 10 кОм и 100 кОм. Для этого необходимо подать на вход схемы прямоугольные импульсы с частотой 50 Гц и амплитудой 20 мВ. Зарисовать осциллограмму выходно-го напряжения для обоих случаев. Объяснить отличие формы сигнала от линейной при малом значении R2.
5.5. Закрыть программу LAB_3i.ewb (без сохранения изменений). Вы-брать в меню File команду Open; из предложенного списка выбрать файл LAB_3d.ewb.
5.4. С помощью Боде-плоттера снять амплитудно-частотные характе-ристики схемы дифференциатора. Определить fраб для случаев, когда ключ S1 замкнут и разомкнут. Для схемы дифференциатора рабочей считается максимальная частота, на которой сохраняется линейно нарастающий ха-рактер ЛАЧХ.
5.5. С помощью осциллографа исследовать переходные характери-стики схемы дифференциатора. Для этого необходимо подать на вход схе-мы прямоугольные импульсы с частотой 50 Гц и амплитудой 20 мВ. Зари-совать осциллограммы выходного напряжения при замкнутом и разо-мкнутом ключе S1. Объяснить колебательный характер переходной харак-теристики в схеме без коррекции.

6. Содержание отчета
6.1 Принципиальные схемы интегратора и дифференциатора на ОУ.
6.2 Полученные в ходе работы логарифмические амплитудно-частотные характеристики и значения рабочих частот.
6.3 Переходные характеристики интегратора и дифференциатора для раз-личных вариантов схем.
6.4 Выводы по проделанной работе.

Уважаемый слушатель, дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Схемотехника телекоммуникационных устройств
Вид работы: Лабораторная работа 3
Оценка: Зачет
Дата оценки: 02.02.2019
Рецензия: Уважаемый ................................,

Бородихин Михаил Григорьевич