Порядок выполнения эксперимента. · Соберите цепь, показанную на рис

· Соберите цепь, показанную на рис. 8.3.2, и установите входное напряжение U_ВХ2 = 2 В. Изменяйте входное напряжение U_ВХ1 согласно таблице 8.3.1, измеряя соответствующие значения выходного напряжения U_ВЫХ мультиметром. Повторите измерения для входного напряжения U_ВХ2 = - 2 В.

 

 

 

Рис. 8.3.2.

 

R_ВХ1 = R_ВХ2 = 1 кОм Таблица 8.3.1

 

UВХ1, В
UВХ1, В при UВХ2 = 2 В
UВХ1, В при UВХ2 = -2 В

 

 

· Результаты измерений занесите в таблицу 8.3.1. На графике (рис. 8.3.3) постройте зависимость выходного напряжения U_ВЫХ от входного U_ВХ1.

 

 

Рис. 8.3.3.

 

· Повторите все измерения для R_ВХ1 = R_ВХ2 =4,7 кОм, занесите результаты измерений в таблицу 8.3.2 и постройте зависимости на графике (рис. 8.3.4).

 

R_ВХ1 = R_ВХ2 = 4,7 кОм Таблица 8.3.2

 

UВХ1, В
UВХ1, В при UВХ2 = 2 В
UВХ1, В при UВХ2 = -2 В

 

Рис. 8.3.4.

Операционный дифференциальный усилитель

Общие сведения

Дифференциальный усилитель (рис. 8.4.1) представляет собой элемент вычитания с усилением. Оба входных напряжения усиливаются с одним и тем же коэффициентом усиления. Ослабление синфазного сигнала удовлетворительно, только когда коэффициенты усиления по обоим входам одинаковы, т.е. R_ВХ1 = R_ВХ2 = R_ВХ и R_ОС1 = R_ОС2 = R_ОС .

 

 

Рис. 8.4.1.

 

Тогда

U_ВЫХ = (U_ВХ2 - U_ВХ1)· R_ОС / R_ВХ.

Ослабление синфазного сигнала ухудшается при увеличении коэффициента усиления R_ОС / R_ВХ.

Операционные дифференциальные усилители применяются, например, как измерительные усилители.

 

Экспериментальная часть

 

Порядок выполнения эксперимента

Соберите цепь, схема которой приведена на рис. 8.4.2. С помощью потенциометра R₇ установите входные напряжения U_ВХ1 и U_ВХ2 согласно таблице 8.4.1 и измерьте соответствующие значения выходного напряжения U_ВЫХ. Занесите их в таблицу и постройте на графике (рис. 8.4.3) зависимость выходного напряжения от входных напряжений U_ВХ1 и U_ВХ2.

 

 

Рис. 8.4.2.

 

 

Таблица 8.4.1

 

UВХ1=UВХ2, В
UВЫХ, В

 

 

Рис. 8.4.3.

 

 

Рис. 8.4.4.

 

 

· Затем соберите цепь по рис. 8.4.4. Измерьте значения выходного напряжения U_ВЫХ при различных входных напряжениях U_ВХ1 и U_ВХ2, приведенных в таблице 8.4.2. Занесите результаты измерений в таблицу и на графике (рис. 8.4.5) постройте зависимость выходного напряжения U_ВЫХ от входных напряжений U_ВХ1 и U_ВХ2.

 

Таблица 8.4.2

 

UВХ1, В	-6	-4	-2		+2	+4	+6
UВЫХ, В при UВХ2= -4 В
UВЫХ, В при UВХ2= 0 В
UВЫХ, В при UВХ2= 4 В

 

Рис. 8.4.5.

 

Поведение операционного усилителя в динамике

Общие сведения

Операционные усилители представляют собой широкополосные усилители напряжения постоянного тока, которые в определенном частотном диапазоне усиливают также и напряжения переменного тока. Зависимость коэффициента усиления от частоты ν(ω) называется амплитудно-частотной характеристикой усилителя. Она зависит как от внешних сопротивлений и емкостей, подключаемых к операционному усилителю, так и от «паразитных» сопротивлений и емкостей внешних проводников и внутренней схемы самого операционного усилителя.

Операционные усилители используются в схемах фильтров, интегрирующих и дифференцирующих цепей и других устройств.

На рис.8.5.1а приведена простейшая схема интегрирующего усилителя (фильтра низких частот), на рис.8.5.1б – схема дифференцирующего усилителя (фильтра высоких частот), на рис. 8.5.1в – схема усилителя средних частот (простейшего полосового фильтра).

 

 

Рис. 8.5.1

Экспериментальная часть