Порядок виконання роботи. 7.4.1. Увімкнути тумблер Сеть, з'єднати гніздо Х осцилографа з гніздом Синхр.на передній панелі схеми макета (рис

7.4.1. Увімкнути тумблер " Сеть", з'єднати гніздо " Х " осцилографа з гніздом " Синхр." на передній панелі схеми макета (рис. 7.2).

7.4.2. Підготувати до роботи осцилограф

(рис. 7.3). Для цього встановити його органи регу-лювання в такі положення (рухаючись по передній панелі ліворуч – униз, праворуч – нагору):

– перемикачі " Время/дел." I і II каналів у позицію " 0, 5", а перемикачі входів у позицію " відкритий вхід";

– натиснути кнопку роботи " ®® ";

– натиснути кнопку полярності;

– кнопку " Сеть" відтягнути на себе;

– натиснути кнопки синхронізації " Внешн. I: I";

– перемикач " Время/дел." у позицію " 1 mS ".

Рисунок 7.2

Рисунок 7.3

Після появи лінії розгортки відрегулювати яскравість, фокус і встановити ручками " ↕ " I і ІІ каналів лінії розгортки відповідно у верхній і нижній половині екрана.

7.4.3. Дослідити амплітудну характеристику ОП в режимі неінвертувального ППС, схема 1 на рис. 7.2. Для цього необхідно:

– установити перемикач П1 у положення " 5 В", перемикач П2 у положення " Постоянное напряжение", перемикач П3 у положення схеми 1, перемикач П4 у положення " 0 В", перемикач " R _ос" у положення " 120 кОм"; підключити сигнальний кабель " Напряжение U _вх " до входу схеми 1;

– зняти залежність U _вих від U _вх1, змінюючи U _вх1 за допомогою перемикача П4. Результати занести в табл. 7.1.

Таблиця 7.1

7.4.4. Визначити розрахунковим і експеримен-тальним шляхом коефіцієнт підсилення ОП та вплив на нього опору зворотного зв'язку. Для цього необхідно:

– встановити за допомогою перемикача П4 U _вх1= 0, 1 В;

– виміряти U _вих при значеннях R _ос, рівних відповідно 120, 30 і 3 кОм;

– обчислити коефіцієнт підсилення підсилювача за формулами

;

Результати вимірювань і обчислень занести в табл. 7.2.

Таблиця 7.2

7.4.5. Досліджувати роботу схеми в режимі посилення змінного струму. Для цього необхідно:

– підключити кабель I каналу осцилографа до входу, а кабель ІІ каналу – до виходу схеми 1;

– подати перемикачем П2 на схему імпульсний прямокутний сигнал і відрегулювати якість, розмір і положення зображення на екрані;

– навести зображення вхідного й вихідного сигналів ОП, дотримуючись масштабу, часових співвідношень та прив'язки до нульового рівня. Зарисувати схему 1.

7.4.6. Досліджувати амплітудну характерис-тику ОП в режимі інвертувального ППС, схема 2 на рис. 7.2. Для цього необхідно:

– установити П1 у положення " 5 В", П2 у положення " Постійна напруга", П3 у положення " Схема 2", " R _ос" у положення " 120 кОм"; перемкнути сигнальний кабель " Напряжение U _вх" до входу схеми 2;

– зняти залежність U _вих від U _вх2 , змінюючи U _вх2 за допомогою П4.

Результати занести в таблицю, аналогічну табл. 7.1.

7.4.7. Визначити розрахунковим і експериментальним шляхом коефіцієнт підсилення ОП та вплив на нього опору зворотного зв'язку. Для цього необхідно:

– встановити за допомогою П4 U _вх2 = 0, 1 В;

– виміряти U _вих при значеннях R_ос, рівних 120, 30 і 3 кОм;

– обчислити коефіцієнт підсилення підсилювача за формулами ;

Результати занести в таблицю, аналогічну табл. 7.2.

7.4.8. Дослідити роботу схеми в режимі посилення змінного струму. Для цього необхідно:

– перемкнути кабелі осцилографа відпо-відно до входу і виходу схеми 2, перевести П4 у положення " Прямокутне";

– зарисувати в лабораторний журнал зобра-ження на екрані осцилографа, дотримуючись масштабу, часових співвідношень та прив'язки до нульового рівня. Зарисувати схему 2 (рис. 7.2).

7.4.9. Дослідити ОП в режимі аналогового суматора-інвертора (схема 3). Для цього режиму:

що дозволяє залежно від співвідношень значень резисторів R 2, R 3, R _oc розв’язувати рівняння виду

х = − (а+b);

х = − (mа+b);

х = − k(mа+b).

Для дослідження ОП необхідно:

– встановити перемикач П1 у положення " 0, 5 В" (якщо в процесі експерименту прилад буде зашкалювати, змінити межу на 5 В);

– встановити перемикач П2 у положення " Постійна напруга", перемикач П3 у положення " Схема 3";

– підключити сигнальний кабель " Напряжение U _вх " до входу схеми 3, при цьому на її вхід 2 буде подана регульована за допомогою перемикача П4 постійна напруга, а на вхід 3 − постійна напруга U _вх3 = 0, 2 В;

– встановити перемикачі П4, " R 3" і " R _oc" у положення, що забезпечують режим, зазначений у табл. 7.3, і виміряти U _вих. Розрахувати U _вих за наведеною вище формулою.

Результати вимірювання і розрахунку занести в табл. 7.3.

Таблиця 7.3

Записати висновки за результатами експерименту, зарисувати схему 3.

7.4.10. Дослідити роботу ОП в режимі диференціатора, що розв’язує рівняння

Для цього необхідно:

– встановити перемикач П3 у положення " Схема 4", перемикач " R _oc" у положення " 120 кОм", підключити сигнальний кабель до входу схеми 4, перемкнути кабелі осцилографа відповідно до входу і виходу схеми 4;

– подати на вхід ОП за допомогою перемикача П2 по черзі синусоїдальну, косинусоїдальну, прямокутну, трикутну і трапецеїдальну напруги та одержати на осцилографі зображення вхідного і вихідного сигналів схеми. Зарисувати ці зображення, дотримуючись часових співвідношень між ними. Зарисувати

схему 4;

– порівняти зображення продиференційованих схемою сигналів із графіками, підготовленими вдома, і зробити висновки.

7.4.11. Дослідити роботу ОП в режимі інтегратора, що розв’язує рівняння

Для цього необхідно:

– встановити перемикач П3 у положення схеми 5 (рис. 7.2), перемкнути сигнальний кабель на вхід схеми 5, перемкнути кабелі осцилографа відповідно до входу і виходу схеми 5;

– повторити операції 2− 3 п. 7.4.10.

7.5. Зміст та оформлення звіту

Звіт повинен містити:

– схеми ОП;

– розрахунок значень коефіцієнта підсилення (схеми I і ІІ);

– розрахунок значень вихідних напруг (схема 3);

– таблиці з результатами вимірів і розрахунків;

– графіки амплітудних характеристик;

– графіки теоретичних та отриманих експериментально напруг на вході і виході ОП;

– висновки за результатами експерименту.

Контрольні запитання та завдання

1. Намалювати принципову схему інвертувального (неінвертувального, підсумовуючого, диференціюючого, інтегруючого) підсилювачів на ОП.

2. Одержати вираз для коефіцієнта підсилення заданого підсилювача на ОП.

3. Побудувати графічну залежність U _вих (t) при заданому значенні U _вых (t) для підсилювачів.

4. Зобразити схеми інвертувального й неінвертувального підсилювачів, у яких коефіцієнт підсилення дорівнює одиниці.

5. Чому ОП у інтегральному виконанні вимагають двох різнополярних джерел живлячої напруги?

6. Пояснити, що означають терміни " інвертувальний вхід", " неінверту-вальний вхід"?

7. Зобразити передаточну характеристику ОП та пояснити її особливості. Як залежить передаточна характеристика від глибини зворотного зв'язку (ЗЗ) у схемі підсилювача на ОП?

8. Дати визначення диференціального коефіцієнта підсилення ОП та пояснити, як його можна знайти на підставі передаточної характеристики?

9. Від чого залежить дрейф вихідної напруги ОП і як його можна зменшити?

10. Дати визначення диференціальної та синфазної вхідної напруги ОП.

11. Скласти схеми підсилювачів, що реалізують рівняння

U _вих= − (5 U _вх+ 7 U _вх+ 4 U _вх);

U _вих= 5(U _вх− U _вх);

U _вих= − 2 U _вх− (4 U _вх+ 8 U _вх);

12. Чому ОП не використовують як підсилювач без кола зворотного зв’язку?

13. Наведіть визначення таких понять, як коефіцієнт передачі синфазного сигналу К_сф та коефіцієнт ослаблення синфазного сигналу K _{ос сф}.

14. Яким чином можна підвищити навантажувальну здатність ОП та його динамічний діапазон?

Джерела інформації

1. Забродин Ю.С. Промышленная электроника. – М.: Высш.шк., 1982.

2. Герасимов В.Г. Основы промышленной электроники. – М.: Высш.шк., 1986.

ЗМІСТ

Вступ……………………………………………………………………………3

Лабораторна робота №1" Використання електронних вимірювальних приладів для дослідження параметрів електричних сигналів" ……. …………………. ….3

Лабораторна робота №2 " Дослідження електричних кіл постійного струму" ………………………………………………………………………………11 Лабораторна робота №3 " Дослідження ефектричних кіл синусої дального струму" …................................................................................................................18

Лабораторна робота №4 " Дослідження однофазного трансформатора" ………………………………………………………………... 28

Лабораторна робота №5 " Дослідження підсилювальних властивостей біполярного транзиттора" …………………………………………………………. 34

Лабораторна Робота №6 " Дослідження резисторного підсилювача»…………………………………………………………………….. 43

Лабораторна Робота №7 " Дослідження функціональних пристроїв на операційному підсилювачі" ……………………………………………………. 50

Навчальне видання

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

з курсу «ЕЛЕКТРОТЕХНІКА ТА ОСНОВИ ЕЛЕКТРОНІКИ»

для студентів неелектричних факультетів О, Н, ІТ, КІТ

Укладачі: ГУРТОВА Олена Петрівна

БОГДАНОВ Дмитро Федорович

ВИНОГРАДОВА Людмила Іванівна

Відповідальний за випуск В.В. Лізогуб

Роботу до видання рекомендувала О.Г. Глєбова

Редактор Н.В. Ковшарь

План 2009 р., поз.79/

Підп. до друку. Формат 60х84 1/16. Папір друк.№2. Друк – ризографія.

Гарнітура Times New Roman. Ум. друк. арк. 3, 0. Обл.-вид. арк.3, 5.

Тираж 100 прим. Зам.№. Ціна договірна.

Видавничий центр НТУ «ХПІ».

Свідоцтво про державну реєстрацію ДК № 3657 від 24.12.2009 р.

61002, Харків, вул. Фрунзе, 21

Друкарня НТУ «ХПІ». 61002, Харків, вул. Фрунзе, 21