Исследование аналоговых устройств на базе операционных усилителей в среде Multisim

Московский государственный технический университет  
имени Н. Э. Баумана 
 
 
Т. О. Князькова, Т. В. Авдеева 
 
 
 
Исследование аналоговых устройств  
на базе операционных усилителей  
в среде Multisim 
 
 
Методические указания к выполнению лабораторной работы  
по дисциплине «Электротехника и электроника» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 
 

К54 
УДК 621.38 
ББК 32.973 
 К54 
 
Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru  
по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/72/book1228.html 
 
Факультет «Фундаментальные науки» 
Кафедра «Электротехника и промышленная электроника» 
 
Рекомендовано Редакционно-издательским советом  
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве методических указаний 
 
Рецензент  
канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник  
лаборатории дистанционного зондирования МГТУ им. Н.Э. Баумана  
И.А. Васильев  
 
Князькова, Т. О. 
Исследование аналоговых устройств на базе операционных 
усилителей в среде Multisim : методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Электротехника и 
электроника» / Т. О. Князькова, Т. В. Авдеева. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015. — 24, [8] с. : ил. 
ISBN 978-5-7038-4194-5 
Приведены основные теоретические сведения, необходимые для изучения работы аналоговых устройств на базе операционных усилителей: 
инвертирующего усилителя, сумматора, интегратора, дифференциатора и 
избирательного усилителя. Даны указания по работе в среде Multisim, 
приведена методика работы с частотным анализатором.  
Для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, обучающихся на факультетах 
«Машиностроительные технологии», «Специальное машиностроение», 
«Робототехника и комплексная автоматизация», «Инженерный бизнес и 
менеджмент». 
 
УДК 621.38 
ББК 32.973 
 
 
 
 
© МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015 
© Оформление. Издательство 
ISBN 978-5-7038-4194-5  
 
    МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015 
2 

 
 
Предисловие 
Лабораторная работа «Исследование аналоговых устройств на 
базе операционных усилителей в среде Multisim» предназначена для 
студентов, изучающих дисциплину «Электротехника и электроника», раздел «Аналоговая электроника». Актуальностью данной темы 
является то, что понимание принципа действия и использование 
аналоговых устройств в современной промышленной электронике 
необходимо будущим инженерам. Поскольку операционные усилители — это современные устройства, предназначенные для построения аналоговых приборов и систем, в том числе различных усилителей, импульсных генераторов, стабилизаторов и т. д., то 
необходимо знать базовые схемы и принцип их работы. К этим базовым схемам относятся инвертирующий усилитель, сумматор, интегратор, дифференциатор и избирательный усилитель.  
Выполнение лабораторной работы с помощью компьютерной 
программы моделирования электронных схем — среды Multisim —
позволит студентам научиться пользоваться программой, ее элементной базой и основными инструментами.  
После выполнения лабораторной работы студенты будут 
знать:  
1) характеристики и параметры аналоговых устройств на базе 
операционного усилителя с различными цепями отрицательной 
обратной связи; 
2) методику исследования аналоговых устройств с помощью 
частотного анализатора; 
3) схемотехнику построения аналоговых устройств на базе 
операционного усилителя с различными цепями отрицательной 
обратной связи. 
 
 
 
 
 
 
3 

 
Цель работы — исследование инвертирующего усилителя, 
сумматора, интегратора, дифференциатора и избирательного усилителя в среде Multisim; определение параметров и характеристик 
с помощью частотного анализатора Боде-плоттера и получение 
навыков проведения эксперимента в среде Multisim. 
1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 
Операционный усилитель (ОУ) — это линейный преобразователь, представляющий собой дифференциальный усилитель постоянного тока с очень большим коэффициентом усиления, предназначенный для работы с «глубокой» отрицательной обратной 
связью (ООС). Его структурная схема показана на рис. 1.1. 
Активный фильтр — это комплекс 
 
Рис. 1.1. Структурная 
ное устройство, состоящее из ОУ и 
внешних элементов, образующих цепь 
обратной связи, предназначено для выполнения некоторых математических 
операций над аналоговыми электрическими величинами (например, суммирование, интегрирование, дифференцирование, умножение на постоянные 
коэффициенты и др.).  
схема ОУ с ООС 
Собственно ОУ без цепи обратной 
связи не применяют. Операционный 
усилитель используют также в качестве прецизионных усилителей, активных фильтров, повторителей напряжения, компараторов, на их основе строятся избирательные и полосовые усилители, генераторы синусоидальных сигналов, генераторы сигналов 
различной формы, регуляторы и стабилизаторы напряжения  
и т. д.  
Операционный усилитель — это основной элемент электронных устройств. Виды обозначений ОУ в электрических схемах показаны на рис. 1.2. 
4