Исследование интегратора и дифференциатора на основе операционного усилителя - Схемотехника телекоммуникационных устройств. Вариант №7

Лабораторная работа №3
"Исследование интегратора и дифференциатора на основе операционного усилителя"

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

2. Исследование интегратора на основе операционного усилителя
2.1 Схема исследования
Интегратором называется устройство, выходное напряжение которого пропорционально интегралу входного сигнала (площади под кривой входного сигнала). Схема содержит входной резистор R1 и конденсатор С1, включенный в цепь обратной связи ОУ (А1).
Интегратором называется устройство, выходное напряжение которого пропорционально интегралу входного сигнала (площади под кривой входного сигнала). Схема идеального интегратора приведена на рисунке 1.

2.2 Вывод по исследованию интегратора


3. Исследование дифференциатора на основе операционного усилителя

3.1 Схема исследования
Дифференциатор – это устройство, выходное напряжение которого пропорционально производной входного сигнала (скорости изменения сигнала на входе).
Дифференциатор состоит из резистора R1, конденсатора С1 и ОУ (А1). Изменения входного напряжения вызывают протекание тока через конденсатор С1. За счет большого внутреннего коэффициента усиления ОУ и глубокой обратной связи, его инвертирующий вход, как отмечалось выше, оказывается виртуальной землей, поэтому выходное напряжение ОУ оказывается пропорциональным скорости изменения входного напряжения.
АЧХ идеального дифференциатора имеет положительный наклон +20 дБ/дек (коэффициент передачи растет на 20дБ при каждом десятикратном изменении частоты). С учетом элементов коррекции реальный дифференциатор будет выполнять свои функции на частотах f < fраб. На более высоких частотах сопротивление емкости С1 будет много меньше R2 и схема будет работать как обычный инвертирующий усилитель.
Резистор R2 подключается с помощью ключа S1. Резистор R3 выступает в качестве нагрузки.
Схема исследования дифференциатора в среде моделирования приведена на рисунке 4.

3.2 Вывод по исследования дифференциатора


4. Расчетная часть

Задание 1
Как будет выглядеть сигнал на выходе интегратора, если на вход подается сигнал, указанный в таблице 4.1. Данные для интегратора также приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 - Данные для расчета интегратора
Вариант: 7
Тип сигнала: прямоуг
R1, МОм: 4,5
C, мкФ: 0,8
Uвх, В: 8
t1, мс: 8

Задание 2
Как будет выглядеть сигнал на выходе дифференциатора, если на вход подается сигнал, указанный в таблице 4.2. Данные для дифференциатора также приведены в таблице 4.2.
Таблица 4.2 - Данные для расчета дифференциатора
Вариант: 7
Тип сигнала: треуг
R, кОм: 4,5
C, мкФ: 0,8
Uвх, В: 8
t1, мс: 8

5. Ответы на контрольные вопросы
1) Назначение интегратора (дифференциатора).
2) Привести передаточную функцию интегратора (дифференциатора).
3) Типовая частотная характеристика идеального интегратора (дифференциатора).
4) Как изменится частотная характеристика интегратора (дифференциатора) с учетом корректирующих элементов?
5) Почему инвертирующий вход ОУ с обратной связью называют «виртуальной землей»?
6) Вывести выражения для выходного напряжения идеального интегратора (дифференциатора) во временной области
7) Переходная характеристика при подаче на вход скачкообразного или периодического импульсного сигнала (для схем интегратора и дифференциатора).
8) Методы уменьшения погрешности интегрирования для схемы на реальных ОУ.
9) Способы повышения устойчивости работы дифференциатора на реальном ОУ.
10) Привести схемы инвертирующего и неинвертирующего усилителей на ОУ. Записать коэффициенты передачи.
11) Как нужно изменить схему неинвертирующего усилителя, чтобы получить схему операционного повторителя?
12) Перечислить свойства идеального операционного усилителя.
13) Пояснить отличие дифференцирующего усилителя от дифференциального.
14) Нарисовать схему инвертирующего сумматора.
15) Изобразить логарифмическую амплитудно-частотную характеристику реального ОУ.

Список использованных источников

Без замечаний!
Год сдачи: 2023 г.
Преподаватель: Бородихин М.Г.
Помогу с другим вариантом.

Выполняю работы на заказ по различным дисциплинам.
E-mail: LRV967@ya.ru