Дифференцирующий усилитель
Обратная связь в дифференцирующем усилителе осуществляется через резистор R (рис.6).
Рис. 6.
Принимая потенциал точки А равным нулю, имеем: Uc=Uвх.
Ток Iс равен . С другой стороны, . Выразим напряжение Uвых:
Таким образом, выходное напряжение в дифференцирующем усилителе пропорционально производной входного сигнала по времени.
Описание лабораторной установки
Для питания микросхемы требуется источник двухполярного напряжения +12В и –12В, который подключается к лабораторному макету при помощи клемм К1-К3 (рис.7). Присоединение элементов цепи ООС производится при помощи гнезд Х1-Х6. Измерительные приборы подключаются к соответствующим гнездам «Вход» и «Выход» (см. рис. 7).
Рис. 7. Схема соединений лабораторной установки:
1 – операционный усилитель,
2 – генератор сигналов ГРН-1,
3 – вольтметр Ф-584,
4 – электронный осциллограф С1-79,
5 – мультиметр.
Порядок выполнения работы
Изучение инвертирующего усилителя
3.1.1.При помощи мультиметра измерить сопротивления резисторов цепи ООС.
3.1.2. Рассчитать коэффициент усиления.
3.1.3. Собрать схему инвертирующего усилителя и подключить измерительные приборы согласно схеме рис.7.
3.1.4. Установить частоту генератора, равную 1000Гц. Изменяя величину входного напряжения от 0,1В до 0,5В с интервалом 0,05В, измерить выходное напряжение. Результаты опыта занести в табл.1. Для каждого значения входного напряжения рассчитать коэффициент усиления К. Результаты расчетов занести в табл.1.
Таблица 1
| Uвх, В | 0,1 | 0,15 | 0,2 | 0,25 | 0,3 | 0,35 | 0,4 | 0,45 | 0,5 |
| Uвых, В | |||||||||
| К |
При входном напряжении 0,2В снять осциллограммы входного и выходного напряжений. Объяснить полученные осциллограммы.
3.1.5. Используя данные табл.1, построить амплитудную характеристику усилителя.
3.1.6. Для входного напряжения 0,2В вычислить коэффициент усиления. Сравнить теоретическое и опытное значения коэффициентов усиления.
3.1.7. Установить входное напряжение, равное 0,1В. Поддерживая его постоянным, снять амплитудно-частотную характеристику. Значения частот задавать согласно таблицы, прилагающейся к рабочему макету. Коэффициент частотных искажений М, равный К(f)/К0, рассчитать по формуле:
где Uвых0 – выходное напряжение при частоте сигнала 1000Гц.
Результаты измерений и расчетов занести в табл.2.
Таблица 2
| f, Гц | lg f | Uвых, В | М |
| 2.3 | |||
| 2,6 | |||
| 2,9 | |||
| 3,3 | |||
| 3.48 | |||
| 3,6 | |||
| 3,7 | |||
| 3,78 |
3.1.8. Используя данные табл.2, построить амплитудно-частотную характеристику М(lgf).