Patariu.lt   Studijos   N-18   Sapnininkas   Receptai

Schemų su operaciniu stiprintuvu tyrimas (laboratorinis darbas)

Schemų su operaciniu stiprintuvu tyrimas

1. Darbo tikslas:
Taikant programinį paketą Multisim, susipažinti su operacinių stiprintuvų savybėmis ir jų pritaikymu tiesinėse analoginėse schemose.
2. Darbo eiga:
1.Invertuojantis stiprintuvas.
Surenkame invertuojančio stiprintuvo su pasirenkamu stiprinimo koeficientu funkcinę schemą, pavaizduotą 1 paveiksle:


1 pav. Invertuojančio stiprintuvo funkcinė schema.

Ištiriame išėjimo įtampos priklausomybę nuo įėjimo įtampos ir grižtamojo ryšio varžos.Gautus duomenis surašome į 1-ą lentelę:

1-a lentelė. Išėjimo įtampos priklausomybė nuo įėjimo įtampos.(R1=3kΩ)

Pagal lentelės duomenis nubraižome grafikus:

Įėjimo signalas U1patenka į stiprintuvo invertuojantį įėjimą per rezistorių R1. Į tą patį įėjimą patenka ir grįžtamojo ryšio signalas per rezistonų R2.
Kadangi operacinio stiprintuvo invertuojančio įėjimo potencialas praktiškai lygus nuliui, tai išėjimo signalas: U2=-(R2/R1)*U1. Todėl 1 pav. schemos stiprinimo koeficientas: Kst=-R2/R1.

2.Invertuojantis įtampų sumatorius.
Surenkame invertuojančio įtampų sumatoriaus funkcinę schemą, pavaizduotą 2 paveiksle:

2 pav. Invertuojančio įtampų sumatoriaus funkcinė schema.

R1=2kΩ, R2=0.5kΩ, R3=1kΩ, U1=U2=U3=1V.
Kadangi operacinio stiprintuvo invertuojančio įėjimo potencialas ir šioje schemoje praktiškai lygus nuliui, tai išėjimo signalas:

Matome, kad išėjimo signalas yra lygus įėjimo signalų, padaugintų iš masteliuojančių koeficientų, sumai. Analogiškai galima susumuoti ir daugiau signalų su atitinkančiais koeficientais.

3. Neinvertuojantis stiprintuvas.
Surenkame neinvertuojančio stiprintuvo su pasirenkamu stiprinimo koeficientu funkcinę schemą, pavaizduotą 3 paveiksle:

3 pav. Neinvertuojančio stiprintuvo funkcinė schema.

Ištiriame išėjimo įtampos priklausomybę nuo įėjimo įtampos ir grižtamojo ryšio varžos.Gautus duomenis surašome į 2-ą lentelę:

2-a lentelė. Išėjimo įtampos priklausomybė nuo įėjimo įtampos.(R1=2kΩ)

Pagal lentelės duomenis nubraižome grafikus:

Kai įėjime veikia U1įtampa, jo išėjimo įtampa: U2=((R1+R2)/R1)*U1.
Stiprinimo koeficientas: Kst=(R1+R2)/R1.

4.Integratorius.
Surenkame integratoriaus funkcinę schemą, pavaizduotą 4 paveiksle:


4 pav. Integratoriaus funkcinė schema.

Užfiksuojame oscilografo rodmenis-įtampos priklausomybę nuo laiko:


5 pav. Integratoriaus oscilograma.

Įėjimo srovė ir išėjimo įtampa randamos pagal formules:
Iin=-I’in=Uin/R

5.Diferenciatorius.
Surenkame diferenciatoriaus funkcinę schemą, pavaizduotą 6 paveiksle:


6 pav. Diferenciatoriaus funkcinė schema.

Užfiksuojame oscilografo rodmenis-įtampos priklausomybę nuo laiko:

7 pav. Diferenciatoriaus oscilograma.

Įėjimo srovė ir išėjimo įtampa randamos pagal formules:

6.Komparatorius.
Surenkame komparatoriaus funkcinę schemą, pavaizduotą 8 paveiksle:

8 pav. Komparatoriaus funkcinė schema.

Užfiksuojame oscilografo rodmenis-įtampos priklausomybę nuo laiko:

9 pav. Komparatoriaus oscilograma.

Tai schema, skirta fiksuoti dviejų įtampų susilyginimo momentą.Šioje schemoje UREFyra atraminė įtampa, pagal kurią lyginama įėjimo įtampa Uin. Įtampų susilyginimo momentu momentu įvyksta komparatoriaus persijungimas iš — UCC į +U CC arba atvirkščiai.

Šių bandymų duomenys imti iš 3-os lentelės:

3-a lentelė. Laboratorinio darbo užduoties duomenys.

var. Ucc,V 1 2 3 4,5 6
R2,kΩ R4, kΩ lygtis R2,kΩ signalas R, kΩ C,µF signalas UREF,V
2 ±20 2;4 2 1+4+2 2;4 5sin(314t) 2 0,5 5sin(314t) 4

3. Išvados: operacinis stiprintuvas turi plačią naudojimo paskirtį. Jis gali būti naudojamas kaip įtampos stiprintuvas, inverteris, 2-ų įtampos signalų palyginimo įtaisas.Taip pat gali būti naudojamas atlikti matematinėms funkcijoms: sudėčiai, integravimui bei diferenciavimui.Pagal naudojimo paskirtį ir reikalingus įtampos išėjimo parametrus yra parenkami elektrinės schemos elementai-varžos ir kondensatoriai.
Lengviausiai realizuojamos schemos yra neinvertuojantis ir invertuojantis stiprintuvai,kur išėjimo įtampos poliarumas priklauso nuo to, į kokį įėjimą (invertuojantį ar neinvertuojantį) mes paduosime įėjimo signalą. Stiprintuvų stiprinimo koeficientas ir išėjimo įtampa priklauso tik nuo įėjimo ir grįžtamojo ryšio varžų dydžių.
Komparatoriaus veikimas pagrįstas 2-ų įtampų-įėjimo bei atraminės- sulyginimu.Nuo šių įtampų dydžių priklauso išeinančios įtampos poliarumas.Įtampa išėjime yra artima komparatoriaus maitinimo įtampos dyžiams +Ucc ir –Ucc ir savo skaitine reikšme nepriklauso nuo kitų schemos parametrų.

Susiję įrašai:


Hey.lt - Nemokamas lankytoj� skaitliukas