2. Неинвертирующий усилитель

ОУ охвачен цепью последовательной отрицательной ОС по напряжению. Входной сигнал подается на неинвертирующий вход.

Коэффициент усиления по напряжению неинвертирующего усилителя

Исследование неинвертирующего усилителя

2.1..Соберите схему неинвертирующего усилителя. При построении схемы используйте ОУ LM108 (Models/Library/lm1xx/Model).

2.2..Рассчитайте R_oc (при расчете K_u.ос и R₁ должны соответствовать варианту задания).

Формула для расчета:

2.3..Установите R₁ и R_oc в схему. Подайте с Function Generator на вход схемы синусоидальный сигнал с амплитудой U_вх.=.1.В и частотой 1.кГц. С помощью маркера Oscilloscope измерьте амплитуду входного U_вх и выходного U_вых сигналов и рассчитайте коэффициент усиления:

K_u.ос = U_вых / U_вх; K_u.ос.[дБ] = 20.lg│K_u.ос│.

2.4..Сравните рассчитанный коэффициент усиления с заданным в варианте. Сделайте выводы.

2.5..Установите на Bode Plotter пределы измерения коэффициента усиления по напряжению от 0.дБ.(I.=.0.dB) до 20.дБ.(F.=.20.dB) и частоты от 1.Гц.(I.=.1.Hz) до 10.МГц.(F.=.10.MHz).

2.6..С помощью Bode Plotter измерьте:

а).максимальный коэффициент усиления по напряжению K_u.ос.[дБ];

б).высшую граничную частоту полосы пропускания f_{в гр};

в).частоту единичного усиления f₁.

2.7..Сравните коэффициент усиления измеренный с помощью Bode Plotter с рассчитанным по формуле в пункте 2.3. Сделайте выводы.

2.8..Подайте с Function Generator на вход схемы синусоидальный сигнал с амплитудой U_вх.=.1.В и частотой 1.кГц. Изменяя U_вх, добейтесь, чтобы выходной сигнал U_вых имел максимальную амплитуду при минимальных искажениях. С помощью маркера Oscilloscope измерьте амплитуду входного U_вх и выходного U_вых сигналов.

2.9..Подайте с Function Generator на вход схемы прямоугольный сигнал с амплитудой U_вх.=.1.В и частотой 5.кГц. С помощью маркеров Oscilloscope измерьте время установления выходного напряжения t_уст.

3. Компаратор

Компаратор..–..устройство, предназначенное для сравнения двух напряжений и определения знака разности между ними. Схема компаратора представляет собой инвертирующий ОУ с большим коэффициентом усиления по напряжению. Сопротивления резисторов R₁ и R_эт должны быть равными. Если на Вх..1 подать синусоидальный сигнал, а на Вх..2 отрицательное эталонное напряжение, то на Вых. появится прямоугольный сигнал с периодом соответствующим периоду синусоидального сигнала. Выходной сигнал будет отрицательным, когда напряжение на Вх..1 будет больше по абсолютной величине напряжения на Вх..2, и положительным, когда меньше. Амплитуда выходного сигнала определяется уровнем напряжения источника питания ОУ, а ширина импульсов величиной эталонного напряжения.

Осциллограмма сигнала на выходе компаратора

Исследование компаратора

3.1..Соберите схему компаратора. При построении схемы используйте идеальный ОУ (Models/Library/default/Model/ideal).

3.2..Рассчитайте R₁ и R₂ (при расчетах R_эт должно соответствовать варианту задания).

Формулы для расчетов:

3.3..Установите R₁, R₂ и R_эт в схему. Подайте на Вх..1 с Function Generator синусоидальный входной сигнал U_вх частотой 50.Гц, а на Вх..2 с батареи E_эт эталонное напряжение U_эт (U_вх и U_эт должны соответствовать варианту задания).

3.4..С помощью маркеров Oscilloscope измерьте длительность отрицательного полупериода T_оп, длительность положительного полупериода T_пп и весь период T выходного сигнала U_вых.

3.5..Изменяя E_эт, получите на выходе компаратора прямоугольный сигнал, у которого длительность отрицательного полупериода в два раза меньше длительности положительного полупериода. Измерьте длительность отрицательного полупериода T_оп длительность положительного полупериода T_пп выходного сигнала U_вых и эталонное напряжение U_эт.

3.6..Изменяя E_эт, получите на выходе компаратора прямоугольный сигнал, у которого длительность отрицательного полупериода в три раза меньше длительности положительного полупериода. Измерьте длительность отрицательного полупериода T_оп длительность положительного полупериода T_пп выходного сигнала U_вых и эталонное напряжение U_эт.