Разработка лабораторного макета и лабораторной работы по исследованию инвертирующего усилителя на операционном усилителе
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
ДЕПАРТАМЕНТ ПО АВИАЦИИ
МИНИСТЕРСТВА ТРАНСПОРТА И КОММУНИКАЦИИ
РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
МИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВЫСШИЙ
АВИАЦИОННЫЙ КОЛЛЕДЖ
Пояснительная записка
Курсового проекта по теме:
Разработка лабораторного макета и лабораторной работы по исследованию инвертирующего усилителя на операционном усилителе
По дисциплине: Схемотехника
Минск 2012г.
Содержание
Введение
Лабораторная работа Исследование инвертирующего усилителя на операционном усилителе
Заключение
Литература
ВВЕДЕНИЕ
В данной курсовой работе требуется разработать лабораторный макет, инвертирующего усилителя на операционном усилителе, а также лабораторную работу по исследованию инвертирующего усилителя на операционном усилителе
Для выполнения курсового проекта требуется определенные знания и навыки по радиоэлектронике.
Лабораторная работа
ИССЛЕДОВАНИЕ ИНВЕРТИРУЮЩЕГО УСИЛИТЕЛЯ НА ОПЕРАЦИОННОМ УСИЛИТЕЛЕ
инвертирующий усилитель операционный стенд
Цель работы: экспериментальное исследование параметров инвертирующего усилителя на операционном усилителе.
Теоретические сведения:
Так как операционный усилитель (ОУ) имеет большой коэффициент усиления по напряжению , то даже малое дифференциальное входное напряжение, которое может возникнуть из-за ассиметрии входного каскада или нестабильности элементов входной цепи, способно перегрузить ОУ и вызвать смещение от 0 до . Тогда ОУ окажется в состоянии насыщения и потеряет способность усиливать. Кроме того зависит от температуры и .
Вследствие указанных причин ОУ почти всегда применяется с глубокой ОС, которая обеспечивает получение хорошей стабильности и нуля выходного напряжения. Чаще других применяются параллельная ООС по напряжению.
Рисунок 1. Схемы инвертирующего усилителя на базе ОУ с внешней ООС (без цепи питания и частотной коррекции)
Это базовая схема, на основе которой строятся почти все остальные. Название усилителя говорит о том, что входной сигнал должен подаваться на инвертирующий вход. Сигнал ОС тоже должен подаваться на инвертирующий вход (только тогда ОС OOC). Также ОС оказывается параллельной и по напряжению.
Для идеального ОУ:
Учитывается также, что ограничено , и можно считать
Следовательно, ток , протекающий через резистор R1, равен току , протекающий через . Так как , то всё входное напряжение падает на резисторе R1:
а всё выходное напряжение падает на резисторе :
.
Отсюда коэффициент усиления по напряжению инвертирующего усилителя с ОС:
Входное сопротивление:
Выходное сопротивление:, так как даже без ОС ; кроме того, здесь ОС - отрицательная по напряжению, она понижает выходное сопротивление; глубина её бесконечна, так как
Уравнение показывает, что коэффициент усиления инвертирующего усилителя определяется только сопротивлением резисторов и не зависит от характеристик самого ОУ. Знак - указывает на инвертирование.
Недостатком инвертирующего усилителя является невысокое (на практике 10 кОм). Выбрать большим нельзя, так как необходимо увеличивать . При высокоомных , инвертирующий усилитель становится неустойчивым из-за влияния входной дифференцирующей ёмкости. Простейший способ снижения - подключение его к выходу ОС через делитель , .
Коэффициент передачи от входа а меньше, чем к зажимам выхода. Благодаря этому при том же требуемое оказывается большим, что и повышает входное сопротивление.
Конструктивное исполнение лабораторного макета
Рисунок 2 Инвертирующий усилитель на TL072CN
Инвертирующий усилитель выполнен на микросхеме TL072CN запитывается от сети 220В ,через выпрямитель, с него на микросхему подаётся 14В. На панели находятся гнёзда для измерений (Вход, корпус, выход, корпус,) и позиционные переключатели для изменения сопротивлений на входе и в цепи ОС. Сопротивления во входной цепи: 1 положение - обрыв цепи, 2 положение - 1кОм, 3 положение - 910 Ом, 4 положение - 680 Ом, 5 положение - 580 Ом. Сопротивления в цепи ОС: 1 положение - корпус, 2 положение - 100кОм, 3 положение - 91 кОм, 4 положение - 82 кОм, 5 положение - 68 кОм
Оборудование: Лабораторный макет Инвертирующий усилитель на TL072CN , генератор, осциллограф.
Рисунок 3
Порядок выполнения работы:
. Изучить теоретические сведения по инвертирующему усилителю на ОУ.
. Собрать лабораторный стенд согласно рисунку 3.
. С разрешения преподавателя включить лабораторную установку.
.Определения коэффициента усиления инвертирующего усилителя на ОУ.
.1Подать синусоидальный сигнал на вход операционного усилителя.
.2 С подключенного генератора подать на вход лабораторного макета синусоидальный сигнал. Получить на экране осциллографа устойчивое положение одного периода гармонического сигнала , на входе лабораторного макета . Осциллограмму следует зарисовать, указав значения амплитуды.
.3 Осциллограф подключить на выход исследуемой схемы и измерить амплитуду выходного сигнала Umвых. Осциллограмму следует зарисовать, указав значения амплитуды.
.4 Рассчитать коэффициент у