Характеристики операционных усилителей

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Департамент электроники, телекоммуникации и приборостроения

ОТЧЕТ

по лабораторной работе

на тему «ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ»

г. Владивосток

2023

Цель работы: познакомиться с методами определения основных параметров операционных усилителей (ОУ) – входных токов, напряжения смещения, дифференциального и выходного сопротивлений, скорости нарастания выходного напряжения, коэффициентов усиления, инвертирующего и неинвертирующего усилителей, а также разности фаз между входными и выходными синусоидальными напряжениями и влияния коэффициента усиления ОУ на постоянную составляющую выходного напряжения.

Модель исследуемого операционного усилителя

Таблица 1−Маркировка исследуемого приборов

1. Измерение входных токов

1. Собрать схему из рис. М5.1 и включить ее. Измерить входные токи прямого и инверсного входов (неинвертирующего – I1 и инвертирующего – I2) ОУ. По результатам измерений вычислить средний входной ток IВХ и разность ΔIВХ входных токов ОУ.

[pic 2]

Рисунок 1 – Собранная схема для измерения входных токов ОУ

        На схеме отчетливо видно, что входные токи прямого и инверсного входов соответственно равны:        I1 = 53 нА        и        I2 = 47 нА,        из чего следует, что IВХ =  = 50 нА и ΔIВХ = 53 - 47 = 6 нА.[pic 3]

2. Измерение напряжения смещения

2. Собрать схему из рис. М5.2 и включить уже ее. Записать показания вольтметра. По результатам измерения, вычислить напряжения смещения UСМ, используя коэффициент усиления схемы на ОУ.

[pic 4]

Рисунок 2.1 – Собранная схема для измерения напряжения смещения

Напряжение смещения UСМ вычисляется по следующей формуле: UСМ =  , где КУ = -  = -  = -1 – коэффициент усиления инвертирующего усилителя. Отсюда следует, UСМ =  = -6,75мВ. [pic 5][pic 6][pic 7][pic 8]

[pic 9]

Рисунок 2.2 – Модифицированная схема из рис. 2.1

3. Измерение входного и выходного сопротивлений

3. а) Собрать схему, изображенную на рисунке М5.3. Включить схему. Измерить входной ток IВХ и выходное напряжение UВЫХ. Переключить ключ клавишей [Space]. Измерить входной ток после переключения ключа. Рассчитать изменения входного напряжения и тока. По полученным результатам вычислить дифференциальное входное сопротивление ОУ.

[pic 10]

Рисунок 3.1 – Собранная схема для измерения входного и выходного сопротивлений

UВХ1 = 10 мВ:                IВХ1 = 45 нА                UВЫХ1 = -5,615 В

UВХ2 = -10 мВ:                IВХ2 = 36 нА                UВЫХ2 = 5.615 В.

Отсюда следует:

ΔIВХ = | 45–36 | = 9нА        и        ΔUВХ = | UВХ1 – UВХ2 | = 11,22 В

RВХ. ДИФ =  =  = 1246,666 МОм.[pic 11][pic 12]

        3. б) Уменьшать сопротивление нагрузочного резистора до тех пор, пока выходное напряжение UВЫХ не будет ровно половине значения, полученного в пункте 3, а. Записать значение сопротивления нагрузки R2, которое в этом случае приблизительно равно входному сопротивлению UВЫХ ОУ.

        В моем случае это происходит при R2 = 13 Ом (См. рис. 3.2). Выходные напряжения при первом и втором положении ключа соответственно равны половине своих значений при R1 = 100 кОм.