Введение в цифровую электронику Магнитные цепи Полупроводниковые приборы Передача дискретных сигналов Выражение мощности в комплексной форме Резонанс напряжений Преобразователи напряжения Сглаживающие фильтры

Расчетные задания курсовой по электронике и электротехнике

Лабораторная работа

Дифференциальное включение ОУ. Вычитатель

1. Цель работы:

- овладеть методикой экспериментального определения основных параметров и характеристик дифференциального усилителя;

- освоить методику расчета основных параметров дифференциального усилителя;

- понимать процессы в дифференциальном включении ОУ.

2. Краткие сведения для подготовки к лабораторной работе

Дифференциальный усилитель (ДУ) предназначен для усиления разности двух входных напряжений. Стабилизация коэффициента усиления ДУ осуществляется с помощью ООС. ДУ на одном ОУ приведен на рисунке 1.

Рисунок 1

Пользуясь принципом суперпозиции и формулами коэффициентов усиления инвертирующего и неинвертирующего усилителей, получим выражение для выходного напряжения ДУ в виде

UВЫХ = U2 - U1.

При выполнении условия R2R3 = R1R4 получаем

UВЫХ = (U2 - U1).

На входах ОУ действует синфазный сигнал

UСФ = UА = UВ = U2.

Этот сигнал создает погрешность преобразования

DUВЫХ = UСФ,

где МСФ – коэффициент ослабления синфазного сигнала (КОСС). В справочниках КОСС для ОУ дается в децибелах.

Заметим, что для получения высокого значения МСФ дифференциального усилителя необходимо обеспечить точное согласование резисторов R1 - R4, поэтому в ДУ используются прецизионные резисторы.

3. Порядок выполнения работы

1. Проверьте, что лабораторный макет № 2 подключен к источнику питания через разъем ДВ-9.

2. Соберите схему (рисунок 2) для проверки дифференциального режима работы ДУ на постоянном токе. При сборке схемы обратите внимание на правильный выбор пределов измерения мультиметра М-832 с учетом, что Е1 = 15 В.

Установите движок потенциометра R16 в крайнее верхнее положение (против часовой стрелки) так, чтобы входное дифференциальное напряжение было равно нулю. Измерьте мультиметром напряжения на гнездах 53 и 84, которые являются синфазным напряжением для ДУ, т.е. U53 = U84 = UСФ. Измерьте выходное напряжение ДУ на гнезде 41.

Установите движок потенциометра R16 в крайнее нижнее положение (по часовой стрелке), задав тем самым дифференциальное входное напряжение. Измерьте последнее и выходное напряжение ДУ мультиметром. По экспериментальным данным рассчитайте коэффициенты передачи синфазного и дифференциального сигналов.

3. Соберите схему (рисунок 3) вычитателя разнородных сигналов. В качестве источника переменного напряжения используйте генератор Г3-36. При сборке схемы обратите внимание на правильный выбор пределов измерения мультиметра М-832 с учетом, что Е2 = -15 В.

Рисунок 2

Установите на выходе повторителя напряжение -2 В, на выходе генератора − 1 В скз частоты 1 кГц. Измерьте постоянную и переменную составляющие выходного напряжения ДУ. По экспериментальным данным рассчитайте коэффициенты передачи по постоянному и переменному входам и сравните с теоретическими.

Снимите АЧХ ДУ в диапазоне частот (1-32) кГц с шагом 2f при UГ = 1 В скз. Измерение амплитуды выходного напряжения ДУ производите по осциллографу.

4. Контрольные вопросы

Укажите недостатки ДУ на одном ОУ.

Укажите области применения ДУ.

К чему приводит конечное значение коэффициента ослабления синфазного сигнала?

Каким образом можно повысить КОСС?

Приведите схему регулировки коэффициента усиления ДУ.

Приведите типовую схему современного дифференциального (измерительного) усилителя.

Рисунок 3