Эксперт по сдаче вступительных испытаний в ВУЗах
Исследование операционных схем
3.1 Описание работы с кратким изложением теории
Цель работы — получить практические навыки исследования операционных схем.
Допуская, что операционный усилитель идеальный, коэффициент передачи схемы по напряжению
K = 1 + R2/R1.
Варианты заданий для расчета параметров элементов схемы:
1) K = 5;
2) K = 15;
3) K = 20;
4) K = 30;
5) K = 25;
6) K = 50.
3.2 Описание последовательности выполнения задания
3.2.1 Открыть проект \SCH\LR3\lr3 командой Файл>Открыть. Зарисовать схему неинвертирующего звена.
Командой Анализ >Многовариантный расчет по постоянному току выполнить расчет статической передаточной характеристики. В панели Вариация источников (DC):
-выбрать первый источник v1;
-задать пределы изменения напряжения источника (Начальное значение
-15, Конечное значение 15, Приращение 0.1);
В окне Графики для выходных переменных указать Out. Нажать кнопку Расчет. Результат расчета будет представлен в виде графика передаточной статической характеристики. Перенести график в отчет.
3.2.2 По статической передаточной характеристике определить коэффициент передачи по напряжению (по наклону линейного участка). Закрыть окно с графиком и окно uXSPICE.
3.2.3 Командой Анализ >Частотные характеристики (AC) выполнить расчет АЧХ и ФЧХ усилительного каскада. В панели Частотные характеристики (AC) задать значения параметров:
— пределы изменения частоты — начальная частота 1 Гц, конечная частота 5 МГц (возможно, потребуется уточнить для определения верхней границы полосы пропускания);
— число точек графика 100;
— шкала по горизонтали Dec;
— шкала по вертикали dB.
В окне Графики для выходных переменных указать Out/In. Нажать кнопку Расчет. Результат расчета будет представлен в виде графиков частотных характеристик. Перенести графики в отчет. Определить граничные частоты полосы пропускания по уровню минус 3 дБ. Закрыть окна с графиками и окно uXSPICE.
3.2.4 Заменить источник напряжения AC Voltage на источник Sine source.
Задать значения параметров источника Amplitude 0.005 (В), Frequency 1000 (Гц). Наименование единиц измерения не указывать.
Командой Анализ > Переходной процесс (Tran) выполнить расчет во временной области, для этого в окне Расчет переходного процесса (Tran):
— задайте значение интервала расчета Время анализа, равное пяти периодам входного гармонического сигнала.
В окне Графики для выходных переменных задать через пробел имена узлов In Out. Нажать кнопку Расчет. Результат расчета будет представлен в виде временных диаграмм входного и выходного сигналов. Определить амплитуду выходного сигнала и коэффициент передачи по напряжению. Сравнить со значением коэффициента усиления, полученным по АЧХ.
3.2.5 Изменяя частоту источника гармонического сигнала определить мощностную полосу пропускания операционной схемы (при максимально возможной амплитуде выходного напряжения) и предельную скорость нарастания выходного напряжения.
3.3 Оформление отчета
Отчет должен содержать:
1) исследуемую схему;
1) график передаточной характеристики;
2) графики АЧХ и ФЧХ;
3) временные диаграммы входного и выходного сигналов;
4) найденные значения параметров.
3.4 Контрольные вопросы
1 Перечислите известные Вам операционные схемы.
2 Что такое операционный усилитель?
3 От чего зависит коэффициент передачи масштабирующего звена?
4 Какие динамические параметры ОУ Вам известны? Как их можно определить экспериментально?
Ссылка на первоисточник:
https://rsmu.ru/
