5.1. Включити лабораторну установку для дослідження операційних ланок нульового порядку. Підключити лабораторну установку відповідно до блок-схеми (рис. 3.1).
5.2. Для схем масштабного підсилювача з інвертування та без інвертування:
5.2.1. Виміряти вхідний Rвхта вихідний Rвихопір, коефіцієнт передачі напруги KUпри підключенні опорів R1та R4і Uвх=U1=0,1 В на частоті fг=1 кГц.
5.2.2. Обчислити коефіцієнти передачі напруги
K = U2,
U1
струму K
= Iн
= Rвх K
та потужності K
= Pн
= K K .
I U P U I
I1 R4 I1
5.2.3. Визначити максимальну частоту масштабних підсилювачів при припустимому зменшенні коефіцієнта
KU( fв)
передачі до рівня
Mд= K ( f = 1кГц) = 0,707
(тобто
KU( fв ) = 0,707× KU( f0= 1кГц)).
5.2.4. Змалювати з екрана осцилографа та порівняти амплітуди і фази напруг U1та U2..
5.2.5. Результат вимірювань та осцилограми внести в табл. 3.2.
Таблиця 3.2. До вимірювань функцій масштабних підсилювачів (ІМП, НМП).
|
№
|
Показники роботи підсилювача
| Підсилювач в схемі
|
Примітки
|
| ІМП (П1)
| НМП (П2)
|
|
| При R1=0
(П6– замкнутий) Uг, мВ
|
|
| Замкнути перемикач П6 та встановити
Uг=100 мВ ручкою виходу генератора
|
|
| При R1=1кОм
(П6– розімкнений)
U1, мВ
|
|
| Розімкнути П6 та виміряти вольтметром V1
напругу U1
|
|
| R = R U1 , Ом
вх 1 U - U
г 1
|
|
| Обчислити вхідний опір
|
|
| При R4=∞, U2xx, мВ
|
|
| Розімкнути П7 та вольтметром V2виміряти
U2xxпри U1=Uг=100 мВ (П6 - замкнутий)
|
|
|
При R4=2кОм, U2, мВ
|
|
| Замкнути П7 (підключити на вихід підсилювача резистор R4=2кОм) та вольтметром V2виміряти напругу U2(П6 - замкнутий)
|
|
| R = R U2хх-U2, Ом
вих 4 U
|
|
| Обчислити вихідний опір Rвих
|
|
| K = U2
U U
|
|
| Обчислити коефіцієнт передачі напруги як відношення раніше виміряних U1та U2
|
|
| I R
K = R4 = вхK
I I R U
1 4
|
|
| Обчислити коефіцієнт передачі струму як відношення Rвхта R4, помножене на KU
|
|
| P
K = R4 = K × K
P P U I
|
|
| Обчислити коефіцієнт передачі потужності як добуток KUта KI
|
|
| Епюри напруги
U1( ) и U2(…….)
|
|
| Змалювати з екрана осцилографа та порівняти амплітуди і фази напруг U1та U2(П6 та П7 - замкнуті)
|
|
|
fв=fmax, Гц при
U2в=0,707*U2
|
|
| Змінюючи частоту генеруючих коливань fг та підтримуючи амплітуду U1m=100 мВ, визначити частоту, при якій U2mзнизиться до 0,707*U2m(П6 і П7 - замкнуті)
|
5.3. Виміряти та побудувати графік амплітудної характеристики U2=U2(U1) неінвертуючого підсилювача (П2) на частоті fг=1 кГц. Відзначити знаками «+» і «–» відповідно найбільше значення вхідної
напруги U1 (U +
та U - ), при яких з'являються помітні нелінійні
спотворення вихідної напруги U2 позитивної та негативної полярності.
Обчислити динамічний діапазон вхідного напруги позитивної Д+ та
+
1max
негативною Д- полярностей: Д+
1min
-
1max
та Д-
1min
, де
U1min – мінімальна
амплітуда вхідної напруги, помітна на рівні шумів при заданому
відношенні сигнал
шум
(взяти сигнал= 3). Результат вимірювань амплітудної
шум
характеристики внести в таблицю 3.3 та рис. 3.3.
5.4. Для диференціального масштабного підсилювача, інвертуючого та неінвертуючого сумуючих підсилювачів змалювати осцилограми вхідних напруг (U11=Uг, U12) та вихідної напруги (U2) на частоті fг=1 кГц, U11m=1 В, де:
U11(t ) = U1msin(wt + f )
при 0 £ t £ T ;
U11
знімається з виходу КТ3,
ìU ,
U (t ) = 2m
при t1£ t £ (t1+ tи)
, U знімається з виходу КТ7.
12 í
ïî 0,
при(t1
+ tи
) £ t £ (t1
+ tи + tп )
U2 знімається з виходу КТ5.
Осцилограми зобразити на рис. 3.4.
Для зазначених трьох підсилювачів (ДМП, ІСП, НСП) записати аналітичний вираз для вихідної напруги U2(t) у символьному вигляді та чисельно і порівняти результати вимірювань з розрахунками, зробити висновки по кожному пункту досліджень.
Тут
U1m
- амплітуда вхідного сигналу
U11 ,
U2m
- максимальне значення
вхідного сигналу
U12 , T - період вхідного сигналу
U11 , tи
- тривалість
імпульсу вхідного сигналу U12 , tп
- тривалість паузи вхідного сигналу U12 .
5.5. Визначити споживану потужність установки при проведенні лабораторних досліджень, знаючи час проведення досліджень та споживану потужність блоків установки.
