Лабораторная  работа

по электронике

«Операционный усилитель (ОУ). Схемы включения ОУ. Линейные преобразователи на ОУ».

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Цель  работы: Изучение ОУ и схем его включения на примере линейных преобразователей напряжения.

1. Инвертирующий усилитель (Рис. 1.1)

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 U, mV 
 
 
 

             

                                                                                                                                                           t, s

                                                                                                                                        
 
 
 
 
 

Параметры функционального  генератора: 

• тип сигнала  – синусоидальный
• частота - 1 кГц
• амплитуда - 1 В

 
 
 
 
 
 

2. Не инвертирующий  усилитель (Рис. 1.2)

 

U, mV

 
 
 
 

                                                                                                                                           

                                                                                                                                              t, s 
 
 
 
 
 
 
 
 

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Сумматор  инвертор

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      

Линейные преобразования:

а)

 

Задаем  и выражаем и :

  
 
 
 
 
 

. 

б)

Задаем  и выражаем и :

  
 
 
 
 
 

. 

в)  
 
 
 
 

. 

4. Вычитающее  устройство

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                               (1)

 

Выбираем  Из формулы (1) при соответствующих значениях  
 
 

. 

    б)  

Из формулы (1) следует, что при таких коэффициентах  все сопротивления равны между  собой.  

        
 

. 

Вывод: Операционный усилитель (ОУ) — усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и, как правило, единственным выходом, имеющий высокий коэффициент усиления. ОУ почти всегда используются в схемах с глубокой отрицательной обратной связью, которая, благодаря высокому коэффициенту усиления ОУ, полностью определяет коэффициент передачи полученной схемы. В настоящее время ОУ получили широкое применение, как в виде отдельных чипов, так и в виде функциональных блоков в составе более сложных интегральных схем. Такая популярность обусловлена тем, что ОУ является универсальным блоком с характеристиками, близкими к идеальным, на основе которого можно построить множество различных электронных узлов. Схема инвертирующего усилителя приведена на рис. 1.1. За счет резистора R2 в схеме обеспечивается глубокая отрицательная обратная связь. Операционный усилитель всегда усиливает дифференциальное напряжение, которое приложено непосредственно между инвертирующим и неинвертирующим входами. Любое изменение входного напряжения приведет к изменению напряжения на выходе. В отличие от инвертирующего усилителя входное сопротивление неинвертирующего усилителя определяется входным дифференциальным сопротивлением ОУ и можно считать, что            . Сумматор инвертор суммирует несколько напряжений, при чем выход инвертирован (выходное напряжение сумма входных, взятая со знаком «-»).Вычитающее устройство предназначено для получения разности двух напряжений, при этом каждое из них предварительно умножается на некоторую константу (константы определяются резисторами). Во всех 4 случаях коэффициенты усиления сигналов так или иначе определяются резисторами на входах ОУ. Таким образом изменяя величину сопротивления можно получать необходимые сигналы. Примеры, расчетов и получение сигналов приведены в пунктах 3 и 4.