Эксперт по сдаче вступительных испытаний в ВУЗах
Лабораторная работа № 8
Операционные усилители
Задание на лабораторную работу.
Эксперимент 1. Собрать схемы масштабирующих преобразователей, использующихся для приведения сигнала первичного измерительного преобразователя к стандартному уровню, для последующей обработки в микропроцессорных системах управления. Для решения данной задачи чаще всего используются три схемы включения. Схема инвертирующего преобразователя, представленная на рис. 8.4. Схема неинвертирующего преобразователя представлена на рис. 8.5. Схема повторителя напряжения представлена на рис. 8.6.
Варьируя сопротивления резисторов определить способ настройки коэффициента усиления преобразователей.
Эксперимент 2. Снять частотные характеристики операционного усилителя. Для этого подключить к входу и выходу ОУ измеритель АЧХ (Bode plotter), как показано на рис.8.7.
Снять частотные характеристики трёх различных ОУ. Определить верхнюю граничную частоту рабочего диапазона частот по уровню 0.707, что соответствует спаду усиления на -3дБ.
Эксперимент 3. В автоматических системах управления и измерительной технике используются корректирующие звенья различного назначения, в частности, для корректировки нелинейности датчиков. В данном эксперименте смоделируем звено корректировки нелинейности датчика. Допустим, что эквивалентная схема датчика может быть представлена в виде последовательно включенных резистора и диода (рис. 8.8). Корректирующее звено выполнено на операционном усилителе, в цепь отрицательной обратной связи которого включен резистор и диод. Для наблюдения эффекта линеаризации в цепь включен переключатель, замыкающий диод в ООС.
Эксперимент 4. Смоделировать схемы дифференциальных и мостовых усилителей. Дифференциальные усилители находят применение в качестве масштабирующих преобразователей для датчиков с малым выходным сигналом в условиях сильных промышленных помех. Схема ДУ на одном ОУ изображена на рис. 8.9.
Попробуйте самостоятельно собрать и запустить схему ДУ на двух ОУ. Общий вид схемы представлен на рис. 8.10
Эксперимент 5. Смоделировать аналоговые вычислительные устройства на ОУ. К базовым аналоговым вычислительным устройствам относятся сумматор, интегратор и дифференциатор. Они используются в различных измерительных преобразователях и корректирующих звеньях. Как правило, эти устройства выполняются на базе ОУ по схеме инвертирующего усилителя, обеспечивающего максимальную точность.
Смоделируйте схему двухвходового сумматора, представленную на рис. 8.11. Сумматор представляет собой устройство суммирования входных сигналов.
Интегратор представляет собой электронную схему, выходной сигнал которой пропорционален интегралу от входного. На рис. 8.12 представлена схема интегратора на ОУ.
Антиподом интегратора по функциональному назначению является дифференциатор, выходной сигнал которого пропорционален скорости изменения во времени входного сигнала. Схема аналогового дифференциатора на ОУ представлена на рис. 8.13.
