LABORATORIUM ELEKTRONIKI

−

+

Ćwiczenie - 8

Wzmacniacz operacyjny - zastosowanie nieliniowe

Spis treści

1

Cel ćwiczenia

1

2

Przebieg ćwiczenia

2

2.1

Wyznaczanie charakterystyki przejściowej U

wy

= f (U

we

) dla

ogranicznika napięcia jednokierunkowego i dwukierunkowego . . . . . . . . . . .

2

2.2

Badanie przerzutnika Schmitta zbudowanego na bazie wzmacniacza operacyjnego

3

2.2.1

Wyznaczenie charakterystyki przejściowej

. . . . . . . . . . . . . . . . .

3

2.2.2

Obserwacja na oscyloskopie

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

2.3

Badanie generatora relaksacyjnego

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

3

Sprawozdanie

5

4

Niezbędne wyposażenie

5

Protokół

6

Wyniki pomiarów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

1

Cel ćwiczenia

• Poznanie wybranych układów wykorzystujących wzmacniacz operacyjny w zastosowaniach

nieliniowych.

1

LABORATORIUM ELEKTRONIKI

−

+

2

Przebieg ćwiczenia

2.1

Wyznaczanie charakterystyki przejściowej U

wy

= f (U

we

) dla

ogranicznika napięcia jednokierunkowego i dwukierunkowego

Wyznaczyć charakterystyki przejściowe U

wy

= f (U

we

) dla:

• układu odwracającego,

• ogranicznika jednokierunkowego,

• ogranicznika dwukierunkowego.

+15V

−15V

−

+

R

2

R

1

D

z1

D

2

D

z3

D

z4

V

U

wy

V

U

we

−15V

+15V

zasilacz

GWInstek

-CH1+

-CH2+

U

CH1

U

CH2

Rysunek 1: Schemat pomiarowy do badania układu odwracającego, ogranicznika jednokierunk-
owego i dwukierunkowego

W celu wykonania pomiarów:

• połączyć układ jak na rysunku 1,

• na kanale pierwszym i drugim zasilacza ustawić napięcie U

CH1

= U

CH2

= 15V oraz

ograniczenie prądu I

CH1max

= I

CH2max

= 100mA,

• zmieniając napięcie U

we

na wejściu potencjometrem w zakresie U

we

∈ (−15; 15)V zmierzyć

napięcie U

wy

na wyjściu,

• wyniki zapisać w tabeli 1,

• pomiary wykonać dla układu odwracającego, ogranicznika jednokierunkowego (dołączone

diody D

z1

i D

2

do rezystora R

2

) i ogranicznika dwukierunkowego (dołączone diody D

z3

i

D

z4

do rezystora R

2

).

2

LABORATORIUM ELEKTRONIKI

−

+

2.2

Badanie przerzutnika Schmitta zbudowanego na bazie wzmacni-
acza operacyjnego

2.2.1

Wyznaczenie charakterystyki przejściowej

Wyznaczyć charakterystyki przejściowe przerzutnika Schmitta dla różnych wartości rezystancji
R

1

i R

2

.

+15V

−15V

−

+

R

2

R

1

V

U

wy

V

U

we

−15V

+15V

zasilacz

GWInstek

-CH1+

-CH2+

U

CH1

U

CH2

Rysunek 2: Schemat pomiarowy do badania przerzutnika Schmitta

W celu wykonania pomiarów:

• połączyć układ jak na rysunku 2,

• na kanale pierwszym i drugim zasilacza ustawić napięcie U

CH1

= U

CH2

= 15V oraz

ograniczenie prądu I

CH1max

= I

CH2max

= 100mA,

• zmieniając napięcie U

we

na wejściu potencjometrem od −15V do 15V a następnie

od 15V do −15V zmierzyć napięcie U

wy

na wyjściu,

• wyniki zapisać w tabeli 2,

2.2.2

Obserwacja na oscyloskopie

Na wejście przerzutnika Schmitta podać przebieg trójkątny z generatora. Do kanału pierwszego
oscyloskopu podłączyć sygnał z generatora a do kanału drugiego sygnał z wyjścia przerzutnika
Schmitta. Oscyloskop ustawić w trym XY. Zarejestrować przebiegi z oscyloskopu dla różnych
wartości rezystancji w obwodzie sprzężenie zwrotnego w przerzutniku.

3

LABORATORIUM ELEKTRONIKI

−

+

2.3

Badanie generatora relaksacyjnego

Połączyć układ z rysunku 3. Na kanale pierwszym i drugim zasilacza ustawić napięcie
U

CH1

= U

CH2

= 15V oraz ograniczenie prądu I

CH1max

= I

CH2max

= 100mA. Na oscy-

loskopie zaobserwować przebiegi na wyjściu generatora z uwzględnieniem pomiaru częstotliwości
dla różnych wartości R

1

, R

2

, R

3

i C.

+15V

−15V

−

+

R

3

C

R

2

R

1

U

wy

Rysunek 3: Schemat pomiarowy do badania generatora relaksacyjnego

4

LABORATORIUM ELEKTRONIKI

−

+

3

Sprawozdanie

4.1 Ogranicznik napięcia

Wykreślić i zinterpretować charakterystyki przejściowe dla ogranicznika napięcia.

4.2 Przerzutnik Schmitta

Wykreślić i zinterpretować charakterystyki przejściowe oraz przebiegi z oscyloskopu. Na
podstawie pomiarów określić szerokość pętli histerezy oraz porównać z wartościami oblic-
zonymi na podstawie wzorów analitycznych.

4.3 Generator relaksacyjny

Zinterpretować przebiegi z oscyloskopu. Porównać wartości częstotliwości uzyskane z po-
miarów z wartościami obliczonymi na podstawie wzorów analitycznych.

4.4 Wnioski

4

Niezbędne wyposażenie

• kalkulator naukowy

• pendrive do 1GB

• protokół

Literatura

[1] Schenk Christoph Tietze Ulrich. Układy Półprzewodnikowe.

[2] Paul Horowitz Winfield Hill. Sztuka elektroniki cz.I.

[2, 1]

5

ĆWICZENIE - 8

GRUPA:

ooooooooo

DATA:

−

+

Protokół

Wyniki pomiarów

Tabela 1: Charakterystyka przejściowa U

wy

= f (U

we

) dla ogranicznika napięcia

Wtórnik

U

we

[V ]

U

wy

[V ]

ooooooooo

ooooooooo

Nieodwracający: R

1

= . . . R

2

= . . .

U

we

[V ]

U

wy

[V ]

ooooooooo

ooooooooo

Nieodwracający: R

1

= . . . R

2

= . . .

U

we

[V ]

U

wy

[V ]

ooooooooo

ooooooooo

Tabela 2: Charakterystyka przejściowa U

wy

= f (U

we

) przerzutnika Schmitta

U

we

[V ]

U

wy

[V ]

ooooooooo

ooooooooo

U

we

[V ]

U

wy

[V ]

ooooooooo

ooooooooo

U

we

[V ]

U

wy

[V ]

ooooooooo

ooooooooo

ooooooooo