Лабораторная ЭВ3 Исследование электронных схем на основе операционных усилителей № 200405-3

Дисциплина: «Электротехника и электроника»

Цель работы: Изучение операционных усилителей (ОУ), знакомство с их
основными характеристиками.
Рабочее задание:
— исследование схемы усилительного каскада с ОЭ
Расчетное задание:
— По временным диаграммам входного и выходного
напряжений усилителя определить коэффициент усиления по
напряжению схемы усилительного каскада.
— По амплитудной характеристике определить рабочий
диапазон изменения амплитуды входного напряжения.
— По АЧХ определить полосу пропускания (рабочий диапазон
по частоте) усилительного каскада, то есть область частот, в которой
изменения коэффициента усиления по напряжению не превосходят 3
дБ.
— По ФЧХ определить фазовый сдвиг между выходным и
входным сигналами усилителя.

1. Выполнение рабочего задания.

1.1. Собираем схему повторителя напряжения на базе операционного усилителя согласно задания посредством пакета для компьютерного моделирования MicroCap.
Результат приведен на рисунке 1.

Рисунок 1. Исследуемая схема.

1.2. Заполняем таблицу данными, полученными в результате моделирования, для этого после каждого цикла моделирования меняем амплитуду напряжение источника синусоидального сигнала.
Заносим в отчет полученные временные диаграммы (рисунок 2).

Рисунок 2. Результат моделирования при изменении входного напряжения от
Строим амплитудную характеристику усилительного каскада.
Результат показан на рисунке 3.

Рисунок . Амплитудная характеристика усилительного каскада.
Как видно из временных диаграмм и амплитудной характеристики повторителя напряжения, на линейном участке выходное напряжение по
Исследуем, как изменяется выходное напряжение при изменении напряжения питания операционного усилителя. Результат моделирования приведен на рисунке 3.

Рисунок 3. Результат моделирования при изменении напряжения питания, амплитуда входного сигнала 16В.

При амплитуде входного сигнала менее значения напряжения источника
1.3. Построение амплитудно – частотной и фазо — частотной характеристики.
Заносим в параметры анализа по переменному току указанные в задании данные. Запускаем анализ схемы. Результат представлен на рисунке 4.

Рисунок 4. АЧХ и ФЧХ повторителя напряжения
1.4. Собираем схему инвертирующего усилителя на базе операционного усилителя согласно задания.
Результат приведен на рисунке 5.

Рисунок 5. Исследуемая схема.

1.5. Заполняем таблицу данными, полученными в результате моделирования, для этого после каждого цикла моделирования меняем амплитуду напряжение источника синусоидального сигнала.
Заносим в отчет полученные временные диаграммы (рисунок 6).

Рисунок 6. Результат моделирования при изменении входного напряжения от

Строим амплитудную характеристику инвертирующего усилителя.
Результат показан на рисунке 7.

Рисунок 7. Амплитудная характеристика инвертирующего усилителя.

Как видно из временных диаграмм и амплитудной характеристики инвертирующего усилителя, на линейном участке выходное напряжение по
Исследуем, как изменяется выходное напряжение при изменении напряжения питания операционного усилителя. Результат моделирования приведен на рисунке 8.

Рисунок 8. Результат моделирования при изменении напряжения питания, амплитуда входного сигнала 16В.

При амплитуде входного сигнала менее значения напряжения источника
1.6. Построение амплитудно – частотной и фазо — частотной характеристики.
Заносим в параметры анализа по переменному току указанные в задании данные. Запускаем анализ схемы. Результат представлен на рисунке 9.

Рисунок 9. АЧХ и ФЧХ инвертирующего усилителя.

1.7. Собираем схему инвертирующего сумматора на базе операционного усилителя согласно задания.
Результат приведен на рисунке 10.
Рисунок 10. Исследуемая схема.

1.8. Заполняем таблицу данными, полученными в результате моделирования, для этого после каждого цикла моделирования меняем амплитуду напряжение источника синусоидального сигнала.
Заносим в отчет полученные временные диаграммы (рисунок 11).

Рисунок 11. Результат моделирования при изменении входного напряжения от 1 В до 16 В.

Строим амплитудную характеристику инвертирующего сумматора.
Результат показан на рисунке 12.

Рисунок 12. Амплитудная характеристика инвертирующего сумматора.

Как видно из временных диаграмм и амплитудной характеристики инвертирующего сумматора, на линейном участке выходное напряжение

Исследуем, как изменяется выходное напряжение при изменении напряжения питания операционного усилителя. Результат моделирования приведен на рисунке 13.

Рисунок 13. Результат моделирования при изменении напряжения питания, амплитуда входного сигнала 16В.

При амплитуде входного сигнала менее значения напряжения источника

1.9. Построение амплитудно – частотной и фазо — частотной характеристики.
Заносим в параметры анализа по переменному току указанные в задании данные. Запускаем анализ схемы. Результат представлен на рисунке 14.

Рисунок 4. АЧХ и ФЧХ инвертирующего сумматора.
2. Расчетное задание.
2.1. Коэффициент усиления на линейном участке амплитудной

Список проработанной литературы:
1. Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и
цифровая электроника (полный курс): Учебник для вузов. Под
редакцией О.П. Глудкина. — М.: Горячая линия — Телеком, 2003. —
768с. (§§ 7-7.3, 8.1-8.6, стр. 272-301).
2. Лачин В.И., Савелов Н.С. Электроника: Учеб. пособие. —
Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2000. — 448с. (§§ 2.5.1-2.5.3, стр. 194-
201).
3. Кузовкин В.А. Электроника. — М.: Логос, 2005. — 328с. (§§ 5.3-
5.4, стр. 89-98).
4. Миловзоров О.В., Панков И.Г. Электроника. — М.: ВШ, 2005. —
288с. (§2.4, стр.62-74).
5. Разевиг В.Д. Cхемотехническое моделирование с помощью
пакета Micro Cap 7. – М.: Горячая линия — Телеком, 2003. – 368с.

Лабораторная ЭВ3 Исследование электронных схем на основе операционных усилителей № 200405-3
Цена 350 р.