Экспериментальная часть

1. Экспериментально определить граничные частоты f_н  и f_в полосы усиления усилителя на ОУ для вариантов схемы, указанных в таблице 1.

Собрать схему усилителя по заданному варианту и подключить измерительные приборы согласно рис. 14 (см. работу 1). В качестве источника входного гармонического сигнала использовать генератор Г3-112, ко входу усилителя подключить один из каналов осциллографа АСК1022, к выходу усилителя подключить вольтметр В3-38А. Установить амплитуду входного сигнала равную 1В/K (K – коэффициент усиления исследуемой схемы); изменяя частоту выходного сигнала генератора, определить частоту f₀, на которой показания вольтметра максимальны. Изменяя уровень выходного сигнала генератора, довести уровень сигнала на выходе усилителя до 0 дБ. Уменьшая и увеличивая частоту входного сигнала относительно f₀, зафиксировать соответственно частоты f_н  и f_в, при которых уровень выходного сигнала уменьшится до –3дБ. По измеренным f_н  и f_в вычислить t_н и t_в. Значения f_н , f_в, t_н и t_в занести в табл. 1.

Таблица 1.

2. Исследовать работу усилителя на ОУ при подаче на вход прямоугольного импульса для вариантов схемы, указанных в п. 1.

Собрать схему для заданного варианта и подключить измерительные приборы согласно рис. 16. В качестве генератора входного сигнала используется генератор импульсов Г5-62 (или Г5-54). Для измерения параметров входного и выходного сигналов усилителя используется осциллограф АСК1022 (или С1-83, С1-93), используется внешняя синхронизация от синхровыхода генератора импульсов.

Для всех вариантов схемы амплитуда и длительность входного импульса U_mвх.=100 мВ, t_и=100 мкс. Значения длительности и амплитуды входного импульса предварительно устанавливаются органами управления генератора и далее подстраиваются по осциллограмме. Период повторения импульса выбирается равным примерно (10…20)t_и.

Для каждого варианта схемы зарисовать осциллограмму выходного импульса и определить амплитуду U_mвых., время фронта t_ф и спад вершины выходного импульса D по правилам, показанным на рис. 10, г; рассчитать d. При измерении U_mвых. и D осциллограмма выходного импульса должна занимать не менее половины площади экрана. При измерении t_ф фронт выходного импульса должен иметь протяженность по горизонтали не менее 3-4 делений, для чего может использоваться режим дополнительного растягивания развертки. Результаты измерений занести в табл. 1.

Рис. 16. Схема для исследования усилителя на ОУ в импульсном режиме (на примере неинвертирующего усилителя)

3. Исследовать работу усилителя на ОУ при изменении амплитуды входного импульса.

На лабораторном макете собрать схему усилителя по варианту 4 (см. табл. 1). Измерить параметры выходного импульса при U_mвх.=20 мВ; 50 мВ; 100 мВ; 200мВ; 500 мВ, длительность импульса t_и=10 мкс. Зарисовать осциллограммы выходного импульса при U_mвх.=50 мВ и 500 мВ, по последней осциллограмме оценить величину V_макс.. По результатам измерений построить график зависимости t_ф. от U_mвх..

Содержание отчета

Отчет по работе выполняется индивидуально каждым студентом и должен содержать название и цель работы; результаты выполнения расчетного задания; схемы выполненных экспериментов (для одного из вариантов схемы усилителя); результаты измерений (осциллограммы, таблицы, графики), их анализ и сравнение с расчетом; выводы по результатам работы.

Приложение

Основные параметры ОУ КР140УД708

КР140УД708 – интегральный ОУ общего применения с внутренней частотной коррекцией и схемой защиты выходного каскада от короткого замыкания. Выполнены по планарно-эпитаксиальной технологии на биполярных транзисторах с изоляцией элементов p-n переходами.

Коэффициент усиления, не менее                                            50000

Напряжение смещения нуля, мВ, не более                                  ±6

Входной ток, нА, не более                                                            500

Разность входных токов, нА, не более                                        200

Коэффициент ослабления синфазного сигнала, дБ, не менее    70

Входное сопротивление, МОм, не менее                                       1         

Частота единичного усиления, МГц, не менее                            0,8

Скорость нарастания выходного напряжения, В/мкс, не менее 0,3        

Номинальное напряжение питания, В                                        ±15