Контрольная работа: Применение операционных усилителей

Скорость изменения выходного напряжения (по осциллограмме рис.8) V_{U ВЫХ} = 10В/мс.

5. Влияние амплитуды входного сигнала на переходный процесс в интеграторе показан на рис.9.

V_{U ВЫХ} = 20В/мс, что в два раза больше, чем в предыдущем эксперименте, то есть скорость изменения выходного напряжения интегратора пропорциональна амплитуде входного сигнала.

6. ??????? ?????????? ????? ?? ?????????? ??????? ? ????? ???????????

А. При R₁ = 5 кОм скорость изменения выходного сигнала увеличивается:

V_{U ВЫХ} = 20В/мс, что в 2 раза больше, чем в эксперименте по п.4 и равно значению в предыдущем эксперименте.

В. При С₁ = 0,02 мФ скорость изменения выходного сигнала (рис.11) уменьшается: V_{U ВЫХ} = 5В/мс, что в 2 раза меньше, чем в эксперименте по п.4.

Результаты измерений по п.4 - п.6 сведены в таблицу 1.

Таблица 1

Результаты экспериментов со схемой интегратора

№ пункта эксперимента	UВХ (В)	R1 (кОм)	C1 (мкФ)	VU ВЫХ (В/мс)	UВЫХ MAX (В)
4	1	10	0,01	10	2,5
5	2	10	0,01	20	5
6 А	1	5	0,01	20	5
6 В	1	10	0,02	5	1,25

7. Переходный процесс в схеме дифференциатора на ОУ исследовался по схеме рис.12, полученные осциллограммы представлены на рис.13.

?. ???????? ????????? ???????? ?????????? (?? ????????????? ???.13) V_{U ВХ} = 4?/??.

В. U_ВЫХ = - R₂ ∙C₁ ∙ ∆ U_ВХ / ∆t= - R₂ ∙C₁ ∙V_{U ВХ} = - 1В, что соответствует экспериментальным данным, показанным на рис.13.

8. Для исследования влияния частоты входного напряжения, ее значение увеличено вдвое - 2 кГц (рис.14), следовательно, и скорость изменения входного напряжения (при той же амплитуде сигнала) увеличилась вдвое.

А. V_{U ВХ} = 8В/мс.

Амплитуда выходного сигнала, также увеличилась вдвое (рис.14) в сравнении с предыдущим экспериментом (рис.13).

В. U_ВЫХ = - R₂ ∙C₁ ∙ ∆ U_ВХ / ∆t= - R₂ ∙C₁ ∙V_{U ВХ} = - 2В,

что соответствует экспериментальным данным, показанным на рис.6.14.

9. Влияние сопротивления обратной связи (R₂ ) на выходное напряжение дифференциатора, которое в эксперименте увеличено до 10кОм.

?. ???????? ????????? ???????? ?????????? (???.15) ?????????? ???????????? ?? ?.7 (???.13) - V_{U ВХ} = 4?/??

В. U_ВЫХ = - 2В, что соответствует экспериментальным данным, показанным на рис.14 и в 2 раза больше, чем в эксперименте по п.7 (рис.13).

10. Влияние емкости конденсатора схемы (С₁ ) на выходное напряжение дифференциатора, которое в эксперименте увеличено до 100нФ.

А. Скорость изменения входного напряжения (рис.16) аналогична эксперименту по п.7 (рис.13) и п.9 (рис.15) - V_{U ВХ} = 4В/мс.

?. U_ВЫХ = - R₂ ∙C₁ ∙ ∆ U_ВХ / ∆t= - R₂ ∙C₁ ∙V_{U ВХ} = - 2?,

что соответствует экспериментальным данным, показанным на рис.14 и рис.15 и вдвое больше, чем в эксперименте по п.7 (рис.13).

Таблица 2

Результаты экспериментов со схемой дифференциатора

№ пункта эксперимента	FВХ (кГц)	C1 (нФ)	R2 (кОм)	VU ВХ (В/мс)	UВЫХ (В)
7	1	50	5	4	-1
8	2	50	5	8	-2
9	1	50	10	4	-2
10	1	100	5	4	-2

Выводы

В результате проделанной работы с использованием средств моделирования программного комплекса "ElectronicsWorkbench" ознакомлены с применением ОУ для сложения двух постоянных, двух переменных, постоянного и переменного напряжений, дифференцирования и интегрирования входных сигналов. Экспериментальные данные, полученные в работе, подтверждены аналитическими расчетами.