Предварительное задание к эксперименту. 1. По заданным в табл. 5.1 значениям Rос и R1 = 10 кОм рассчитать коэффициент КU и построить амплитудную характеристику при изменении Uвх от 0 до 1 В.

1. По заданным в табл. 5.1 значениям R_ос и R₁ = 10 кОм рассчитать коэффициент К_U и построить амплитудную характеристику при изменении U_вх от 0 до 1 В.

2. Рассчитать длительность периода и частоту выходного напряжения генератора гармонических колебаний или мультивибратора по заданным значениям R и С (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Порядок выполнения эксперимента

1. Собрать электрическую цепь усилителя, заданного вариантом в табл. 5.1 (R₁ = R₂ = 10 кОм, R_ос из табл. 5.1). На вход усилителя подать напряжение U_вх от одного из источников опорного напряжения. Необходимую полярность U_вх установить переключателями П1 или П2 (+ или -).

2. При U_вх = 0 произвести корректировку «нуля» ОУ (Уст. «0»).

3. Изменяя U_вх от 0 до 1000 мВ (затем от 0 до –1000 мВ), снять амплитудную характеристику усилителя, заданного вариантом в табл. 5.1. Результаты измерений записать в табл. 5.2. Точки нанести на амплитудную характеристику, рассчитанную в предварительном задании.

Таблица 5.2

4. Собрать электрическую цепь вычитателя – усилителя по схеме рисунка 5.6 (для нечетных вариантов) или сумматора по схеме рис. 5.7, б (для четных вариантов). Установить R_ос = 10 кОм, на входы подать U_вх1 и U_вх2 по указанию преподавателя. Измерить U_вых и рассчитать коэффициент усиления. Результаты записать в таблицу 5.3.

Таблица 5.3

5. Собрать электрическую цепь интегратора по схеме рис. 5.8 (для нечетных вариантов) или дифференциатора по схеме рис. 5.9 (для четных вариантов). С = 2 нФ; R = 5 кОм. На инвертирующий вход подать прямоугольные импульсы с выхода генератора.

6. Включить и подготовить к работе осциллограф. Снять осциллограммы входного и выходного напряжений.

7. Собрать электрическую цепь по схеме рис. 5.10 или 5.11 согласно варианту табл. 5.1. Получить осциллограмму выходного напряжения u_вых(t). Определить частоту и период u_вых(t), сравнить их с рассчитанными в предварительном задании.

Содержание отчета

Цель работы; схема заданного в табл. 5.1 усилителя, расчетные коэффициент усиления K_U и амплитудные характеристики усилителя, экспериментальные точки на этих характеристиках, табл. 5.2, схема генератора гармонических колебаний (рис. 5.10) или схема мультивибратора (рис. 5.11) соответственно варианту табл. 5.1, расчетные и опытные частоты и период Т выходного напряжения; схема вычитателя усилителя и интегратора (для нечетных вариантов), сумматора и дифференциатора (для четных вариантов);
табл. 5.3; осциллограммы входного и выходного напряжения дифференциатора или интегратора, u_вых(t) генератора гармонических колебаний или мультивибратора; выводы о достоинствах ОУ и их практическом использовании.

Контрольные вопросы

1. Что представляют собой операционные усилители, каковы их достоинства и область применения?

2. Что такое положительная и отрицательная обратная связи? Почему в усилителях используют отрицательную обратную связь?

3. Каковы основные характеристики ОУ? Где используются линейные и нелинейные режимы работы ОУ?

4. Поясните принцип построения инвертирующего и неинвертирующего усилителя на базе ОУ. Как определяется их коэффициент усиления?

5. Поясните принципы построения вычитателя, сумматора, дифференциатора, интегратора, генератора гармонических колебаний.

6. Какое влияние оказывают величины внешних элементов на функции, выполняемые ОУ?