· Соберите цепь, показанную на рис. 8.3.2, и установите входное напряжение UВХ2 = 2 В. Изменяйте входное напряжение UВХ1 согласно таблице 8.3.1, измеряя соответствующие значения выходного напряжения UВЫХ мультиметром. Повторите измерения для входного напряжения UВХ2= - 2 В.
Рис. 8.3.2.
RВХ1 = RВХ2 = 1 кОм Таблица 8.3.1
UВХ1, В
UВХ1, В при UВХ2 = 2 В
UВХ1, В при UВХ2 = -2 В
· Результаты измерений занесите в таблицу 8.3.1. На графике (рис. 8.3.3) постройте зависимость выходного напряжения UВЫХ от входного UВХ1.
Рис. 8.3.3.
· Повторите все измерения дляRВХ1 = RВХ2 =4,7 кОм, занесите результаты измерений в таблицу 8.3.2 и постройте зависимости на графике (рис. 8.3.4).
RВХ1 = RВХ2 = 4,7 кОм Таблица 8.3.2
UВХ1, В
UВХ1, В при UВХ2 = 2 В
UВХ1, В при UВХ2 = -2 В
Рис. 8.3.4.
Операционный дифференциальный усилитель
Общие сведения
Дифференциальный усилитель (рис. 8.4.1) представляет собой элемент вычитания с усилением. Оба входных напряжения усиливаются с одним и тем же коэффициентом усиления. Ослабление синфазного сигнала удовлетворительно, только когда коэффициенты усиления по обоим входам одинаковы, т.е. RВХ1 = RВХ2 = RВХ и RОС1 = RОС2 = RОС .
Операционные дифференциальные усилители применяются, например, как измерительные усилители.
Экспериментальная часть
Порядок выполнения эксперимента
Соберите цепь, схема которой приведена на рис. 8.4.2. С помощью потенциометра R7установите входные напряжения UВХ1и UВХ2 согласно таблице 8.4.1 и измерьте соответствующие значения выходного напряжения UВЫХ. Занесите их в таблицу и постройте на графике (рис. 8.4.3) зависимость выходного напряжения от входных напряжений UВХ1 и UВХ2.
Рис. 8.4.2.
Таблица 8.4.1
UВХ1=UВХ2, В
UВЫХ, В
Рис. 8.4.3.
Рис. 8.4.4.
· Затем соберите цепь по рис. 8.4.4. Измерьте значения выходного напряжения UВЫХ при различных входных напряжениях UВХ1 и UВХ2, приведенных в таблице 8.4.2. Занесите результаты измерений в таблицу и на графике (рис. 8.4.5) постройте зависимость выходного напряжения UВЫХ от входных напряжений UВХ1иUВХ2.
Таблица 8.4.2
UВХ1, В
-6
-4
-2
+2
+4
+6
UВЫХ, В при UВХ2= -4 В
UВЫХ, В при UВХ2= 0 В
UВЫХ, В при UВХ2= 4 В
Рис. 8.4.5.
Поведение операционного усилителя в динамике
Общие сведения
Операционные усилители представляют собой широкополосные усилители напряжения постоянного тока, которые в определенном частотном диапазоне усиливают также и напряжения переменного тока. Зависимость коэффициента усиления от частоты ν(ω)называется амплитудно-частотной характеристикой усилителя. Она зависит как от внешних сопротивлений и емкостей, подключаемых к операционному усилителю, так и от «паразитных» сопротивлений и емкостей внешних проводников и внутренней схемы самого операционного усилителя.
Операционные усилители используются в схемах фильтров, интегрирующих и дифференцирующих цепей и других устройств.
На рис.8.5.1а приведена простейшая схема интегрирующего усилителя (фильтра низких частот), на рис.8.5.1б – схема дифференцирующего усилителя (фильтра высоких частот), на рис. 8.5.1в – схема усилителя средних частот (простейшего полосового фильтра).