Контрольные вопросы

1. Каково назначение операционных усилителей?

2. Какие устройства можно выполнить на базе ОУ?

3. Какие требования предъявляются к ОУ?

4.Чем отличается инвертирующее включение ОУ от неинвертирующего?

5.При каком включении коэффициент усиления ОУ больше и почему?

6.Какой вид обратной связи применяется в ОУ?

7.Как коэффициент усиления ОУ зависит от сопротивления нагрузки?

8.Каково назначение резисторов R₁ и R₂?

9.Каково назначение конденсатора С₁.

10.Расшифровать маркировку К140УД9.

Лабораторная работа №14

Тема: исследование диодных ключей.

Цель работы: получить практические навыки исследования ключевых схем. Подтвердить экспериментально возможность использования ключевых схем в качестве формирователя импульсных сигналов.

Теоретические сведения

Диодный ключ это электронный ключ, в качестве коммутирующего элемента в котором используется диод.

В состав диодного ключа входят импульсный диод, сопротивление ограничения, дополнительный источник смещения.

Классификация диодных ключей.

1. По способу подключения диода и нагрузки.

- последовательные диодные ключи;

- параллельные диодные ключи.

Принцип действия. Выходное напряжение будет пропорционально входному до тех пор, пока последнее не станет ниже некоторого уровня. После этого выходное напряжение остается постоянным, несмотря на изменение входного напряжения. В целом, принцип действия основан на свойстве диодов односторонней проводимости.

При рассмотрении принципа работы ВАХ диода можно аппроксимировать линейно-ломанной линией, т.е. заменяя диод активным сопротивлением. При прямом напряжении на диоде (когда p-n переход диода смещен в прямом направлении) сопротивление диода R_{VD пр} будет варьироваться от десятков до сотен Ом (10-100 Ом). При подаче обратного напряжения на диод (когда p-n переход диода смещен в обратном направлении) его сопротивление R_{VD обр} будет варьироваться от десятков до сотен кОм (10-100 кОм).

Чем R_{VD пр}<<R_{VD обр}, тем лучше ключевые свойства устройства.

1. Последовательные диодные ключи. Основным признаком таких схем является последовательное включение полупроводникового диода и сопротивления нагрузки.

2. Параллельные диодные ключи. Основным признаком таких схем является параллельное включение полупроводникового диода и сопротивления нагрузки.

Задание

1. Ознакомиться с исследуемыми схемами.

2. Осуществить ключевой режим работы на различных уровнях включения.

3. Рассчитать коэффициент передачи для ключевых схем с различным уровнем включения.

4. Составить отчет о проделанной работе.

Аппаратура и пособия

1. Лабораторная установка.

2. Описание практической работы.

3. Осциллограф универсальный.

4. Генератор сигналов.

Ход работы

I. Исследование параллельного диодного ключа на нулевом уровне

1. Изучив схему параллельного диодного ключа, собрать схему ключа на нулевом уровне включения, замкнув перемычкой источник Е.

2. Включить:

- стол в сеть 220 В, блок питания и генератор сигналов ГЗ-102 (ГЗ-111);

- установить на генераторе сигналов U_вых = 5 В, Г=1000 Гц.

3. В соответствии со структурной схемой (рисунок 1) собрать схему исследований.

Рисунок 1 – Структурная схема подключения диодного ключа на нулевом уровне

4. Зарисовать осциллограммы входного и выходного напряжения в масштабе.

5. Определить коэффициент передачи ключа и сделать выводы. Коэффициент передачи определяют по соотношению амплитуд выходного и входного напряжений.

6. Изменить полярность включения диода и повторить пункты 4, 5 раздела L

II. Исследование параллельного диодного ключа с уровнем включения + Е_см

1. Подключить источник, смещения к диодному ключу.

2. Установить предел прибора 30 В на блоке питания.

3. Установить по прибору блока питания Е_смещ = 2В, затем 5В.

4. Зарисовать осциллограммы входного и выходного напряжений для каждого случая и сделать выводы.

5. Определить коэффициент передачи ключа и сделать выводы.