Исследование суммирующего ОУ (сумматора напряжений)

· Составим электрическую схему суммирующего ОУ и подключим к схеме измерительные приборы (осциллограф, мультиметр и вольтметр) как показано на рис. 2.1;

 

 

· активизировать схему нажатием кнопки «0 – 1»;

На рисунке 2.2 будем наблюдать осциллограммы входного и выходного сигнала.

 

Рис. 2.2. Осциллограммы напряжений на входе и выходе ОУ

· Коэффициент усиления исследуемой схемы рассчитывается по формуле:

 

 

где U_{ВХ j} – входные напряжения j- го источника;

 

· рассчитаем выходное напряжение ОУ, охваченного отрицательной обратной связью по формуле:

 

 

Заметим, что полученное аналитически значение выходного напряжения ОУ полностью совпадает со значением, полученным экспериментально.

Далее изменяя напряжения источников, а также сопротивления резисторов, занесем показания измерительных приборов в таблицу 2.1.

 

Таблица 2.1. Показания измерительных приборов

				UВЫХ, мВ (измер.)		UВЫХ, мВ (расчет.)
	Е1 = 2 мВ, Е2 = - 6 мВ, Е3 = 5 мВ; R1=R2=R3 = 1кОм, R4 = 10 кОм
	-10	-10	-10	-10		-10
	Е1 = 2 мВ, Е2 = - 6 мВ, Е3 = 5 мВ; R1=R2= 1кОм, R3 =2 кОм, R4 = 10 кОм
	-10	-10	-5
	Е1 = 2 мВ, Е2 = - 6 мВ, Е3 = 5 мВ; R1=1 кОм, R2=2 кОм, R3 = 5 кОм, R4 = 10 кОм
	-10	-5	-2
	Е1 = -5 мВ, Е2 = 7 мВ, Е3 = -10 мВ; R1=1 кОм, R2=2 кОм, R3 = 5 кОм, R4 = 10 кОм
	-10	-5	-2		4,375

 

Вывод:

В результате проведенных исследований суммирующего операционного усилителя было выяснено, что суммирующий усилитель вырабатывает выходное напряжение, величина которого пропорциональна сумме входных напряжений.

Напряжение на выходе такого усилителя рассчитывается по формуле:

 

Исследование вычитающего ОУ

При одновременной подаче напряжения на оба входа получается вычитающий усилитель. При выполнении следующего условия , усилитель становится дифференциальным и усиливает разность напряжений, приложенных к входам

Исследования в режиме постоянного тока

 

· Составим электрическую схему вычитающего ОУ и подключим к схеме измерительные приборы (осциллограф, мультиметр и вольтметр) как показано на рис. 3.1;

· установим соответствующий режим измерения (постоянный ток – режим DC), внутреннее сопротивление вольтметра 100 МОм;

 

Рис. 3.1. Схема для исследования вычитающего (дифференциального) ОУ

 

·зафиксируем выходное напряжение усилителя по показаниям измерительных приборов (мультиметра и вольтметра);

· настройкой каналов осциллографа получим устойчивое изображение физических процессов и будем наблюдать форму сигнала на экране осциллографа, как показано на рис. 3.2;

 

Рис. 3.2. Осциллограммы напряжений вычитающего ОУ

Далее изменяя напряжения источников, а также сопротивления резисторов, занесем показания измерительных приборов в таблицу 3.1.

Таблица 3.1. Показания измерительных приборов

UВХ1, мВ	UВХ2, мВ	R1, кОм	R2, кОм	R3, кОм	R4, кОм		UВЫХ, мВ (расчет.)	UВЫХ, мВ (измер.)
						-10
	-13					-5	-90	-90
	-13					-4	-72	-72
-2	-6					-3	-12	-12
-8						-4