3. Контрольные вопросы
Что такое генератор стабильного напряжения? Нарисуйте схемы ГСТ и дайте их сравнительный анализ.
Для чего необходимы генераторы малого стабильного напряжения? Нарисуйте простейшую схему ГМСН и поясните ее работу.
Каков принцип работы схем сдвига уровня?
Каковы основные свойства дифференциального каскада на транзисторах? Что такое синфазная помеха и коэффициент ослабления синфазной помехи?
Какие функции выполняет операционный усилитель и чем объяснить его широкое применение в схемотехнике?
Назовите основные параметры операционных усилителей и дайте их определения.
По схеме, приведенной на рис. 4, расскажите о назначении всех элементов.
Почему ОУ применяются в схемах с наличием отрицательных обратных связей?
Нарисуйте схему инвертирующего усилителя и выполните ее упрощенный анализ.
Нарисуйте схему неинвертирующего усилителя и выполните ее упрощенный анализ.
Нарисуйте схему дифференциального усилителя, выполненного на базе ОУ, и покажите вывод условия, при котором схема работает как дифференциальная.
Что такое ЭДС смещения нуля ОУ?
Назовите основные причины сдвига нуля выходного напряжения ОУ. Как эти сдвиги рассчитываются?.
Как определить полный сдвиг нуля выходного напряжения?
Почему ОУ, охваченный отрицательной ОС, самовозбуждается в области верхних частот?
В чем заключается простейшая запаздывающая коррекция операционных усилителей?
4. Экспериментальная часть
4.1. Описание схемы лабораторного макета
Макет лабораторной (рис.11) установки собран на операционном усилителе DA типа 140УД1Б.
Рис.11
Выход усилителя нагружен на резистивно-емкостную нагрузку RнCн. Для измерения напряжения сдвига нуля к выходу ОУ подключен вольтметр постоянного напряжения V. Переключатель S3 позволяет изменять емкость корректирующего конденсатора.
Входные гнезда макета 1-2 служат дня подключения генераторов, а выходные 3-4 - для вольтметра и осциллографа, которые с помощью переключателя S4 могут подключаться к выходу ОУ или к генератору (гнезду 1).
Переключатель S2 служит для подключения входов ОУ к различным цепям с целью проведения тех или иных измерений. Выход ОУ через резистор R12 соединен с инвертирующим входом, что создает отрицательную ОС по постоянному напряжению при всех положениях переключателя S2 и уменьшает сдвиг нуля выходного напряжения. В тех положениях S2 , в которых вход 9 ОУ не блокируется на землю конденсатором C1 , резистор R12 создает также ОС по переменному напряжению.
В положении 1 переключателя S2 образуется схема для измерения напряжения сдвига нуля при наличии ОС. Измерение производится вольтметром V . Для взаимной компенсации сдвигов, вызванных входными токами, выбраны резисторы R9 = R10.
Во втором положении S2 измеряется коэффициент ослабления синфазной помехи, а схема соответствует рис.7 при Uвх1 = Uвх2 = Uвх.сф
В положении 3 измеряется дифференциальное входное сопротивление ОУ, причем для устранения ОС по переменному току инвертирующий вход блокируется на землю конденсатором большой емкости С1. В вывод неинвертирующего входа включен добавочный резистор R7. Переменное входное напряжение через R7 подается от низкочастотного генератора (с гнезда 1) через резистивный делитель (R2 + R5), R6, что позволяет снимать достаточно слабый сигнал.
Положение 4 переключателя S2 служит для снятия частотных характеристик ОУ с ОС при различных емкостях конденсатора простейшей запаздывающей коррекции. Емкость коррекции переключается с помощью S3. При этом ОУ включается по схеме неинвертирующего усилителя. К гнездам 1-2 подключается высокочастотный генератор Г4-102, выходное напряжение которого снимается с гнезда "µV" и поступает на неинвертирующий вход ОУ через делитель R2, (R5 + R6). Коэффициент ослабления делителя выбран равным коэффициенту усиления Кβ ≈ 20 неинвертирующего усилителя, что позволяет при снятии частотных характеристик вести отсчет по одной и той же шкале вольтметра B3-41 при любом положения переключателя S4.
Для питания ОУ используется двухполярный источник питания с напряжениями Eп1 = -12 В и Eп2 = +12 В. Конденсаторы С2 и С7 являются блокировочными по питанию.