Методика проведения лабораторной работы

1. Ознакомиться с описанием лабораторного стенда.

2. Исследовать работу ОУ в режиме инвертирующего масштабного усилителя.

2.1. Отключить от ОУ двойной Т-образный мост, поставив переключатели В1 и В2 в положение «1», подключить к ОУ цепь ООС, поставив переключатель В4 в положение «150к» и соединить неинвертирующий вход ОУ с общим проводом, поставив переключатель В3 в положение «2».

Соединить выход «1» генератора Г3-109 через аттенюатор 40 дБ и нагрузку 50 Ом со входом исследуемого усилителя (гнёзда Гн 15, Гн 18 – общ.). К выходу исследуемого усилителя (гнёзда Гн 16, Гн 17, Гн 19 – общ., Гн 20 – общ.) подключить вольтметр переменного тока В3-41 и вход первого канала осциллографа С1-93.

После проверки схемы преподавателем включить питание лабораторного стенда и приборов соответствующими тумблерами «сеть».

2.2. Снять амплитудные характеристики масштабного усилителя U_вых = f(U_вх) в режиме холостого хода при двух значениях сопротивления R₂ в цепи ООС ОУ: 150 кОм и 75 кОм.

Опыт проводить при частоте входного сигнала равной 1 кГц и изменении напряжения на входе усилителя от 10 до 100 мВ. Результаты записать в таблицу 1 бланка.

2.3. Снять амплитудно-частотную характеристику инвертирующего масштабного усилителя К_U = f(f) при R₂ = 150 кОм в диапазоне частот входного сигнала от 200 Гц до 15 кГц. Величину входного сигнала поддерживать равной 10 мВ. Убедиться, что U_вых ОУ, а, следовательно, и его коэффициент усиления К_U не зависит от частоты входного сигнала. Записать вывод в таблицу 2 бланка и выключить лабораторный стенд тумблером «сеть».

3. Исследовать двойной Т-образный мост.

Установить переключатель В2 в положение «2», подключить вход моста (Гн 15, Гн 19 – общ.) к выходу генератора, выход моста (гнёзда Гн 14, Гн 18 – общ.) – к вольтметру переменного тока. Установить U_вх = 100 мВ и, плавно изменяя частоту входного сигнала от 200 Гц, по минимуму U_вых определить резонансную частоту f_рез1 исследуемого двойного Т-образного моста.

Последовательно устанавливая значения частот сигнала:

f_рез1 - 800 Гц; f_рез1 - 300 Гц; f_рез1 - 100 Гц; f_рез1; f_рез1 + 100 Гц; f_рез1 + 300 Гц; f_рез1 + 800 Гц;

снять амплитудно-частотную характеристику исследуемого моста.

Результаты записать в первую строку таблицы 3 бланка.

4. Исследовать работу ОУ в режиме инвертирующего избирательного усилителя.

Установить переключатель В1 в положение «2», дополнительно включить в цепь ООС двойной Т-образный мост. Подключить к выходу ОУ вольтметр переменного тока, установить U_вх = 10 мВ и включить лабораторный стенд. Плавно изменяя частоту входного сигнала от 200 Гц, по максимуму U_вых ОУ определить резонансную частоту избирательного усилителя f_рез2.

Последовательно устанавливая значения частот сигнала:

f_рез2 - 800 Гц; f_рез2 - 300 Гц; f_рез2 - 100 Гц; f_рез2; f_рез2 + 100 Гц; f_рез2 + 300 Гц; f_рез2 + 800 Гц;

снять амплитудно-частотную характеристику избирательного усилителя.

Результаты записать во вторую строку таблицы 3 бланка.

5. Исследовать работу ОУ в режиме автогенератора гармонических колебаний (см. рис. 5). (Установить сопротивление обратной связи R2 = 75 кОм).

5.1. Подключить к ОУ цепь положительной обратной связи (ПОС), установив переключатель В3 в положение «1». Потенциометр R₄ установить в крайнее правое положение, соответствующее максимальному сопротивлению и, следовательно, минимальной глубине ПОС. Подключить к выходу автогенератора вход первого канала осциллографа, на вход второго канала подать сигнал с генератора Г3-109.

5.2. Плавно уменьшая величину сопротивления потенциометра R4, то есть увеличивая глубину ПОС, получить режим автогенерации, при котором на выходе автогенератора наблюдается напряжение синусоидальной формы.

Изменяя частоту выходного напряжения генератора Г3-109, с помощью осциллографа определить частоту выходного напряжения автогенератора. Зарисовать форму выходного напряжения автогенератора в указанном выше режиме при некотором увеличении глубины ПОС, в результате чего условия самовозбуждения будут выполняться не только на частоте f_рез, что приведёт к искажению формы возникающих колебаний.

6. Выключить контрольно-измерительные приборы и лабораторный стенд, отключить приборы от стенда.

Порядок оформления отчёта.

1. Постройте (на рис. 3 бланка) амплитудные характеристики масштабного усилителя для двух значений R₂ (по таблице 1 бланка) в режиме холостого хода.

2. По построенным характеристикам определите K_U и сравните с расчётными значениями K_U = R₂/R₁. Определите U_{вх max} и U_{вых max} при работе усилителя в линейном режиме.

3. Постройте в единой системе координат (на рис. 4 бланка) амлитудно-частотые характеристики масштабного и избирательного усилителей. Определите полосу пропускания Δf избирательного усилителя.

4. Рассчитайте значение квазирезонансной частоты двойного Т-образного моста f₀, сопоставьте её с экспериментально найденными значениями f_рез избирательного усилителя и частотой f_ген синусоидального колебания автогенератора.