Задание 5. Исследование работы интегратора напряжения

Для исследования работы интегратора напряжения соберите элек­трическую схему, изображенную на рис. 6.17.

Рис. 6.17. Принципиальная электрическая схема для исследования работы интегратора напряжения

4.5.1. С помощью элементов управления ВП установите следующий режим измерения: форма сигнала - прямоугольная, частота сигнала – 200 Гц. Амплитуда сигнала на входе интегратора выбирается такой величины, чтобы сигнал на выходе не имел видимых искажений и был удобен для на­блюдения и измерений.

На графическом индикаторе ВП появится выходной сигнал (резуль­тат интегрирования), имеющий форму, близкую к треугольной. Скопируй­те полученное изображение выходного сигнала в буфер обмена и затем вставьте на страницу отчета.

4.5.2. Используя изображение выходного сигнала, полученное на графическом индикаторе ВП, определите и запишите в отчет скорость его изменения. Для этого с помощью горизонтальной визирной линии измерь­те максимальное (и_mах)и минимальное (u_min)мгновенные значения сигнала и вычислить отношение размаха сигнала (U_max - U_min) к полупериоду его из­менения Т/2:

Рассчитайте и запишите в отчет скорость изменения выходного сиг­нала по значениям параметров компонентов схемы, используя формулу идеального интегратора:

Сравните значения скорости изменения сигнала на выходе интегра­тора со скоростью, полученной на основе результатов измерений и расчет­ным путем. Сделайте вывод о степени идеальности интегратора.

4.5.3. Получите и вставьте в отчет осциллограммы выходного сигна­ла интегратора для синусоидальной, треугольной и пилообразной форм входного напряжения. Объясните полученные результаты. При синусои­дальной форме входного сигнала оцените разность фаз между входным и выходным сигналами интегратора. Объясните полученный результат.

4.5.4. Нажмите на передней панели ВП кнопку «Перейти к зада­нию 6», на экране появится лицевая панель ВП, необходимая для выпол­нения задания 6 (рис.6.18).

Задание 6. Исследование работы дифференциатора напряжения

Для исследования работы дифференциатора напряжения соберите элек­трическую схему, изображенную на рис. 6.19.

4.6.1. С помощью элементов управления ВП установите следующий режим измерения: форма сигнала - треугольная, частота сигнала – 200 Гц. Амплитуда сигнала на входе интегратора выбирается такой величины, чтобы сигнал на выходе не имел видимых искажений и был удобен для на­блюдения и измерений.

Рис. 6.18. Лицевая панель ВП при выполнения задания 6

Рис 6..19. Принципиальная электрическая схема исследования работы дифференциатора напряжения

На графическом индикаторе ВП появится сигнал(результат дифференцирования); имеющий форму, близкую к прямоугольной

Скопируйте полученное изображение на страницу отчета

4.6.2. Используя изображение выходного сигнала, полученное Графическом индикаторе ВП, определите с помощью горизонтальной ви­зирной линии ВП его амплитуду U_BblXm в области установившегося значе­ния. Результат запишите в отчет.

4.6.3. Определите и запишите в отчет скорость изменения входного
сигнала треугольной формы, используя для расчетов отношение удвоенной
амплитуды входного сигнала (2U_m) к полупериоду изменения (Т/2) выходного напряжения:

4.6.4. По заданным параметрам схемы и найденному в п .4.6.3 значению скорости изменения входного сигнала рассчитать амплитуду выходного напряжения по формуле идеального дифференциатора:

4.6.5.Сравните результаты измерений (п.4.6.2) и расчетов (п.4.6.4). Сделайте вывод о степени идеальности дифференциатора напряжения.

4.6.6.Получите и вставьте в отчет изображения сигнала на выходе дифференциатора напряжения для синусоидальной, прямоугольной и пило­образной форм входного напряжения. Объясните полученные результаты.

4.6.7.При синусоидальной форме входного сигнала оцените раз­ность фаз между входным и выходным сигналами дифференциатора. Объ­ясните полученные результаты.

4.6.8. Выключите ВП, для чего нажмите на панели ВП кнопку «За­вершение работы».

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

• Что такое операционный усилитель?

• Перечислите основные характеристики операционного усилителя и методы их измерения.

• Приведите схемы масштабных преобразователей на основе ОУ и вы­ражения для расчета коэффициента передачи.

• Какова разность фаз между входным и выходным сигналами инвер­тирующего усилителя на ОУ? Почему?

• Чем отличается постоянная составляющая выходного напряжения усилителя на ОУ?

• Приведите схему сумматора аналоговых сигналов.

• Приведите схему интегратора напряжения и временные диаграммы сигналов на входе и выходе.

• Как рассчитать скорость изменения сигнала на выходе интегратора?

• Приведите схему дифференциатора напряжения и расчетные соотношения для выходного сигнала.

• Как зависит напряжение на выходе дифференциатора от скорости изменения входного напряжения?

• В каком случае для описания работы электрических схем на основе операционного усилителя? От чего может зависеть качество полученных результатов?