Контрольная работа: Характеристики операционных усилителей

Цель работы: познакомиться с методами определения основных параметров операционных усилителей (ОУ) – входных токов, напряжения смещения, дифференциального входного 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.

Для исследования характеристик был использован ОУ LM741, имеющий следующие паспортные данные:

· средний входной ток ОУ – 0,08 мкА;

· разность входных токов ОУ – 0,02 мкА;

· напряжение смещения ОУ – 1 мВ;

· входное сопротивление ОУ – 2 МОм;

· выходное сопротивление ОУ – 75 Ом;

· скорость нарастания выходного напряжения ОУ – 0,5 В/мкс.

1. Для измерения входных токов ОУ использовалась схема, приведенная на рис. 5.1. При измерениях получены токи: I₁ = 0,07мкА, I₂ = 0,09мкА, откуда среднее значение тока I_{СР ВХ} = 0,08мкА, а ∆ I_СР = 0,02мкА.

2. Для измерения напряжения смещения ОУ использовалась схема, приведенная на рис. 5.2. Выполнены измерения и расчеты:

· U_СМ = ∆U_ВЫХ / К_У ;

· K_У = - R₂ /R₁ ;

· ∆U_ВЫХ = 1,003 В;

· U_СМ = - 1 мВ.

Полученное значение напряжения смещения совпадает с паспортными данными ОУ.

3. Для измерения входного и выходного сопротивлений ОУ использовалась схема, приведенная на рис. 5.3.

Выполнены следующие измерения и расчеты по пункту А:

· U_ВХ(1) = 10мВ, I_ВХ(1) = 0,075мкА, U_ВЫХ(1) = - 20,98В;

· U_ВХ(2) = - 10мВ, I_ВХ(2) = 0,064мкА, U_ВЫХ(2) = 20,98В;

· R_{ВХ ДИФ} = ∆U_ВХ / ∆ I_ВХ = 2МОм.

Полученное значение входного дифференциального сопротивления совпадает с паспортными данными ОУ (2,0МОм).

При измерениях по пункту Б получено значение сопротивления нагрузки R_Н = R_ВЫХ = 75 Ом, которое совпадает с паспортными данными ОУ (75Ом).

4. Для измерения времени нарастания выходного напряжения ОУ использовалась схема, приведенная на рис. 5.4. Измерения проводились в режиме генерации прямоугольных импульсов на частоте 2 кГц (Т=500 мкс) при амплитуде двух полярного сигнала 10В, результаты отображены на осциллограмме рис. 5.5.

Измеренное время нарастания составило Т_УСТ = 40 мкс, а общая амплитуда сигнала ∆U_ВЫХ = 20 В. Соответственно скорость нарастания определилась как:

V_{U ВЫХ} = ∆U_ВЫХ / T_УСТ = 0,5В/мкс,

что соответствует паспортным данным ОУ(0,5 В/мкс).

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--