POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA
LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI
Ćwiczenie nr 8 .	Temat: Badanie układów ze wzmacniaczem operacyjnym.	Zespół III: 1. Wojciech Osowski 2. Marcin Pawlusiński 3. Marcin Płatek
Data wykonania: 10.12.2001	Data oddania: 17.12.2001	Ocena:

I. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z właściwościami układów ze wzmacniaczem operacyjnym typu 741 poprzez pomiar ich charakterystyk oraz sygnałów wejściowych i wyjściowych. Badaliśmy cztery układy ze wzmacniaczem operacyjnym: układ odwracający, nieodwracający, całkujący i różniczkujący.

Układy pomiarowe:

1. układ odwracający:

b) układ nieodwracający:

b)układ całkujący:

c) różniczkujący:

W pomiarach korzystaliśmy z następujących przyrządów:

• zasilacz +15V.

• generator przebiegów sinusoidalnych, prostokątnych i trójkątnych.

• Oscyloskop.

II. Tabele pomiarowe:

1. układ odwracający:

Pomiary do charakterystyk:

- k_u= F(f) :

k_u[dB]=20log(U₂\U₁)

f[Hz]	10	20	60	100	200	500	1000	2000	5000	7000	9000
U1 [V]	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6
U2 [V]	18,5	18,5	19	19	19	19	19	18,5	18	17.5	16
ku [V/V]	30,8	30,8	31,7	31,7	31,7	31,7	31,7	30,8	30	29,2	26,7
20logku [dB]	29,77	29,77	30	30	30	30	30	29,77	29,54	29,3	28,53

f [Hz]	10000	20000	30000	40000	50000	70000	90000	100000	200000	300000	500000	1000000
U1 [V]	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6
U2 [V]	15,5	10	7,5	6	5	4	3	2,5	2	1	1	0,6
ku [V/V]	25,8	16,7	12,5	10	8,3	6,7	5	4,2	3,33	1,66	1,66	1
20logku [dB]	28,23	24,45	21,9	20	18,3	16,5	13,9	12,4	10,4	4,4	4,4	0

- ϕ = F(f):

f	2000	3000	4000	6000	8000	10000	20000	30000	40000	60000	80000
a	0	0,2	0,4	0,5	0,7	0,7	0,65	0,5	0,5	0,3	0,3
b	0	1,4	1,4	1,3	1,2	1,1	0,8	0,6	0,5	0,3	0,3
α	0	8,2	16,6	22,6	35,68	39,5	54,3	56,44	90	90	90
ϕ	180	188,2	196,6	202,6	215,68	219,5	234,3	236,44	270	270	270

sin α = a / b

α=arcsin(a / b)

ϕ = 180 + α

- U₂ = F(U₁) dla f=1 kHz

U1	0,1	0,15	0,2	0,3	0,35	0,38	0,4	0,45	0,5	0,55	0,6
U2	1,5	2	3	5	6	8	10	12	16	17	19

Obliczenia do układu odwracającego:

k_U=40 dB R₂=560kΩ R₁= R₂\k_U = 14 kΩ - przyjęliśmy najbliższą wartość na

makiecie czyli 15 kΩ

III. Wnioski:

Na podstawie wyznaczonych charakterystyk częstotliwościowych można stwierdzić, że głównym zadaniem wzmacniacza jest wzmacnianie sygnału małej częstotliwości (akustycznej).

Jednakże wzmacniacz ten już przy niskich częstotliwościach wykazuje dosyć duże wzmocnienie napięciowe. Można zatem stwierdzić, że wzmacniacz operacyjny po odpowiednim skorygowaniu napięcia niezrównoważenia nadaje się do wzmacniania sygnałów stałonapięciowych. Prostota w konstrukcji układów i niska cena wzmacniaczy operacyjnych powoduje, że aplikacje tych elementów są w wielu układach bardzo często wykorzystywane. Umożliwiają łatwe konstrukcje np. przedwzmacniaczy napięciowych, aktywnych filtrów RC.

Oprócz standardowych układów wzmacniacza(odwracającego i nieodwracającego) możemy wzmacniacz ten uruchomić w układach całkującym i różniczkującym. W zależności od tego jaki przebieg podamy na wejściu wzmacniacza na wyjściu uzyskujemy np.: przy wejściowym prostokącie - trójkąt, przy trójkącie sinusoidę itp.

Integrator

Kondensator C przedstawiony na rysunku stanowi pętlę ujemnego sprzężenia zwrotnego bardzo silną dla wielkich częstotliwości. Dla tych częstotliwości wzmocnienie maleje, podczas gdy sygnały o małej częstotliwości są silnie wzmacniane przez układ. Układ zachowuje się zatem jak filtr dolnoprzepustowy.

Rezystor R' zapobiega wchodzeniu wzmacniacza w stan nasycenia i ogranicza wzmocnienie dla małych częstotliwości.

Układ różniczkujący

Na wyjściu tego układu, przy wymuszeniu prostokątnym uzyskujemy tylko krótkie impulsy wytworzone przez opadające bądź rosnące zbocza przebiegu prostokątnego. Wnioskować można z tego, że układ działa podobnie jak filtr górnoprzepustowy.

1

4

---