WZMACNIACZE LOGARYTMUJĄCE I DELOGARYTMUJĄCE

1. PRZEBIEG ĆWICZENIA

Na wkładce DA161A zmontować najprostszą wersję układu logarytmującego. Następnie na-

leży zaprojektować i połączyć układ do pomiaru charakterystyki przejściowej tzn. zależności U

WY

(U

WE

)

jedną z dwóch metod opisanych poniżej.

a) Za pomocą oscyloskopu cyfrowego (wykorzystać generator i wkładki SA9511 do zmiany typu

kabli na BNC, sygnał wejściowy:

, ok. 40 Hz, 10 Vpp, przesunięcie = 5V). Charakterystykę

pobrać do komputera i zapisać w formie pliku tekstowego. Pomiary przeprowadzić dla trzech róż-

nych wartości rezystancji w układzie wzmacniacza, R

≅ 2, 20, 200 kΩ.

b) Metodą „punkt po punkcie” (wykorzystać źródło napięciowe SA1321). W czasie pomiarów ob-

serwować na ekranie oscyloskopu kształt napięcia wyjściowego (w celu sprawdzenia czy wzmac-

niacz nie wzbudza się). W przypadku gdy wzmacniacz się wzbudzi zwiększyć wartość pojemności

kompensującej wzmacniacz operacyjny. Pomiary przeprowadzić dla wartości rezystancji w ukła-

dzie wzmacniacza, R

≅ 2 kΩ.

4

-15V

5

-

+

6

11

US1

10

+15V

WY

WE

10nF

C1

T1 BC147

D1

BAVP17

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

W oparciu o wkładkę DA161A zmontować najprostszą wersję układu delogarytmującego.

Następnie należy zmierzyć metodą punkt po punkcie charakterystykę przejściową (zastosować źródło

prądowe SA1111.). Pomiary przeprowadzić dla trzech różnych wartości rezystancji w pętli sprzężenia

zwrotnego wzmacniacza, R

≅ 2, 20, 200 kΩ. W czasie pomiarów obserwować na ekranie oscyloskopu

kształt napięcia wyjściowego. W przypadku wzbudzenia się wzmacniacza zwiększyć wartość pojem-

ności kompensującej wzmacniacz operacyjny.

Rys.1.1 Schemat ideowy wkładki
DA161A. Wkładka zawiera wzmac-
niacz operacyjny

μA741. Dioda D1

zabezpiecza złącze emiter-baza tran-
zystora przed przebiciem. Na rysunku
zachowano takie samo rozmieszcze-
nie elementów jak na płytce druko-
wanej. Przerywanymi liniami połą-
czono pary zacisków, pomiędzy które
można włączać dodatkowe elementy.

1.1

1.2

Do układu demodulującego wzmacniacza logarytmującego podłączyć generator w.cz. Na

wyjście należy podłączyć oscyloskop oraz woltomierz napięcia stałego. Pomiary należy przeprowa-

dzić podając przebieg sinusoidalny na wejście. Mak-

symalne napięcie wejściowe jakie można podać na

wejście układu wynosi 1V (RMS). Napięcie stałe zasi-

lające układ 7-20V (patrz dodatek). [Uwaga: jeśli ko-

rzysta się z generatora Agilent (HP) 33120 należy wybrać ustawienie OUT TERM: 50

Ω, po zakoń-

czeniu pomiarów przywrócić ustawienie OUT TERM: high Z.]

1. Zmierzyć charakterystykę U

WY

DC

=f(U

WE RMS

). Częstotliwość pracy należy dobrać tak, aby napięcie

wyjściowe nie posiadało tętnień (obserwować na oscyloskopie). Pomiary można powtórzyć dla

innych kształtów sygnały wejściowego

2. Zaobserwować pracę układu jako ogranicznika (wyjście – ogranicznik). Zmieniając amplitudę i

częstotliwość sygnału wejściowego obserwować zmiany napięcia wyjściowego.

Zaprojektować schemat ideowy oraz obliczyć wartości elementów jed-

nego z dwóch opisanych poniżej układów. Układ należy zaprojektować tak aby był on realizowany w

zestawie wkładek DA161A i DA161C. Należy pamiętać, że w zaciskach na płytkach drukowanych

wkładek można montować: rezystory, kondensatory, zwory i tranzystory, oraz że można korzystać z

napięć zasilających ±15V. Można również wykorzystać źródło prądowe SA1111. Rezystancja wej-

ściowa projektowanych oraz badanych układów nie może być mniejsza niż 10 k

Ω. Charakterystyki

przejściowe zmierzyć za pomocą układu pomiarowego z oscyloskopem cyfrowym.

a) Wzmacniacz o charakterystyce U

WY

=

−Alg

10

(U

WE

/B), gdzie A, B są stałymi o wymiarze napięcia

np. A=1 V i B=1 V. Zakres zmian napięcia wejściowego: 0,1V - 10V.

b) Wzmacniacz o charakterystyce U

WY

= A10

U

WE

/B

, gdzie A i B są stałymi mającymi wymiar napięcia

np. A=1 V i B=1 V.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

+15V

-15V

15

16

WY

WE1

WE2

4

5

-

+

6

11

US1

10

+15V

+15V

P1

P2

1.3

1.4. Zadanie dodatkowe.

Rys.1.2 Schemat ideowy

wkładki DA161C

2. SPRAWOZDANIE

2.1. Narysować schematy układów pomiarowych wzmacniaczy badanych w p. 1.1, 1.2. Zmierzone

charakterystyki narysować w układach półlogarytmicznym lub odwrotnie półlogarytmicznym. W za-

kresie liniowym charakterystyki aproksymować ją funkcją liniową (np. arkusze kalkulacyjne Excel,

Origin). Na podstawie równania linii aproksymującej wyznaczyć współczynnik sprawności złącza

emiterowego

η oraz prąd zerowy I

E0

tranzystora. Wymienić przyczyny odstępstw zmierzonych cha-

rakterystyk od charakterystyk idealnych występujące w zakresie małych i dużych napięć.

2.2. Narysować schemat układu pomiarowego i zmierzoną charakterystykę U

WY

DC

[V]

=f(U

WE

dBm

[dBm]) wzmacniacza demodulującego badanego w p. 1.3 (patrz - opis układu). Wyznaczyć nachyle-

nie (ang. slope) (mV/dBm) oraz przesunięcie (ang. intercept) (dBm). W tabeli porównać wyznaczone

i katalogowe wartości tych parametrów.

2.3 Podać przykład aktualnie produkowanego wzmacniacza logarytmującego. Zamieścić diagram ilu-

strujący jego budowę, przykład zastosowania oraz zakwalifikować układ do jednej z klas wzmacnia-

czy logarytmicznych (DC, baseband, demodulating, rms to dc converter, log-ratio, itp).

2.4. Zamieścić obliczenia projektowe dla zadania z p. 1.4. Na wykresie porównać charakterystyki:

zmierzoną i projektowaną.

3. WYKAZ WKŁADEK I PRZYRZĄDÓW

wkładki DA 161A i DA161C

źródło napięcia 0-10V SA1321 (max prąd 5 mA)

źródło prądu 0-40 mA SA1111

przełącznik dc SA4022

generatory napięcia Agilent 33120A

generator w.cz.

Γ4-102 + kabel BNC-PL/BNC-ZSRR

przejściówka dc/ac SA9511 (2 x ac/dc)

oscyloskop cyfrowy

woltomierz DC (2 szt.)

trójnik BNC