WAT	LABORATORIUM RADIOELEKTRONIKI I DIAGNOSTYKI	ZRiD
ISM
Przedmiot: Elektronika i elektrotechnika
Grupa szkolenia:	Skład podgrupy: Bartłomiej Oślizło (L4L1S1) Gabriela Patej Sylwia Ruła Karolina Piotrowska Martyna Tracz	Data wykonania ćwiczenia: 20.05.2015
		Prowadzący ćwiczenie: mgr Krzysztof Sośniak
Temat: : Badanie liniowych układów ze wzmacniaczem operacyjnym

4.1 Badanie wzmacniacza odwracającego

Schemat układu:

Zdjęcie oscylogramu:

Pomiar współczynnika wzmocnienia napięciowego:

Uwe[V]	Uwy[V]	Ku
1	10	10

K_u=$\frac{U_{\text{wy}}}{U_{\text{we}}}$

K_u=$\frac{10}{1}$=10

4.2. Badanie wzmacniacza odwracającego z kompensacją napięcia niezrównoważenia:

Schemat układu:

Zdjęcie oscylogramu:

Pomiar współczynnika wzmocnienia napięciowego:

Uwe[V]	Uwy[V]	Ku
1	10	10

4.3. Badanie wzmacniacza nieodwracającego:

Schemat układu:

Zdjęcie oscylogramu:

Pomiar współczynnika wzmocnienia napięciowego:

Uwe[V]	Uwy[V]	Ku
1	10	10

4.4. Badanie wtórnika napięciowego:

Schemat układu

Zdjęcie oscylogramu:

Pomiar współczynnika wzmocnienia napięciowego:

Uwe[V]	Uwy[V]	Ku
4	4	1

4.5. Badanie wzmacniacza odejmującego:

Schemat układu:

Obliczanie wartości napięcia wyjściowego:

Zauważamy, że R₄=R₈ i R₁₂=R₉, wartość U_teor możemy obliczyć ze wzoru:

U_teor= $\frac{\mathbf{R}_{\mathbf{12}}}{\mathbf{R}_{\mathbf{4}}}\mathbf{(}\mathbf{U}_{\mathbf{2}}\mathbf{-}\mathbf{U}_{\mathbf{1}}\mathbf{)}$

U1[V]	U2[V]	Uwyj[V]	Uteor[V]
1	2	2,65	2,13
2	2	0,50	0
3	1	-3,61	-4,26
4	1	-5,74	-6,38

4.6. Badanie wzmacniacza sumującego:

Schemat układu:

Obliczanie wartości napięcia wyjściowego:

U_teor=-($\frac{\mathbf{U}_{\mathbf{1}}}{\mathbf{R}_{\mathbf{3}}}\mathbf{+}\frac{\mathbf{U}_{\mathbf{2}}}{\mathbf{R}_{\mathbf{2}}}\mathbf{)}\mathbf{R}_{\mathbf{12}}$

U1[V]	U2[V]	Uwyj[V]	Uteor[V]
3	3	-3,35	-6
3	2	-2,32	-5
3	-3	2,70	0

4.7. Badanie układu różniczkującego:

Schemat układu:

Zdjęcie oscylogramu:

Pomiar współczynnika wzmocnienia napięciowego:

Uwe[V]	Uwy[V]	Ku	Uteor [V]
2	10	5	10

4.8. Badanie układu całkującego:

schemat układu:

Zdjęcie oscylogramu:

Uwe[V]	Uwy[V]	Ku	Uteor
4	1	0,25	1

Wnioski

Przyglądając się wzmacniaczowi odwracającemu można zauważyć bardzo wysokie wzmocnienie sygnału wejściowego, który na wyjściu osiąga wartość dziesięciokrotnie wyższą. Po dołączeniu do tego wzmacniacza kompensacji napięcia niezrównoważenia zauważamy zmiany wartości napięcia wyjściowego takie same jak w przypadku wzmacniacza bez tej kompensacji(w obu przypadkach U_wy=10U_we).

W przypadku wzmacniacza nieodwracającego dochodzi do znacznego wzrostu sygnału na wyjściu w porównaniu z sygnałem wejściowym. Wartość współczynnika wzmocnienia napięciowego K wynosi ok 10. Jest więc równa co do wartości przy wzmacniaczu odwracającym.

Zwiększenie napięcia wyjściowego nie zachodzi kiedy, zostaje podłączony wtórnik napięciowy.

Kiedy zaś zaczniemy zmieniać wartości napięć wejściowych we wzmacniaczu obejmującym, w taki sposób, że napięcie na wejściu odwracającym będziemy zwiększać, ale zmniejszać napięcie na wejściu nieodwracającym zauważymy spadek napięcia wyjściowego, które wartość dodatnia przyjmuje gdy napięcie przy wejściu nieodwracającym jest większe od napięcia odwracającego. Wartość zerową nasz sygnał wejściowy teoretycznie powinien przyjąć dla obu wartości sygnałów wejściowych równej 2V, co w pomiarze zostało prawie spełnione. Kiedy zaś napięcie odwracające przewyższy napięcie nieodwracające, otrzymamy ujemnie napięcie wyjściowe.

Dla wzmacniacza sumującego zauważymy już wzrost napięcia wyjściowego pod warunkiem, że jedno napięcie wejściowe będzie niezmienne, podczas gdy drugie będziemy zmniejszać. Co ciekawe sygnał wyjściowy przyjmuje wartości ujemne dla dodatnich wartości napięć wejściowych. Jest to spowodowane podłączeniem obu tych napięć do wejścia odwracającego. Kiedy zaś wartości obu tych napięć wyjściowych osiągną wartości przeciwne (w naszym przypadku 3V i (-3)V) to teoretycznie otrzymamy wartość zerową napięcia wyjściowego. Ogólnie otrzymane wartości sygnału wyjściowego z pomiarów znacznie różnią się z teoretycznymi wartościami dla wzmacniacza sumującego. Te niewielkie różnice mogą być chociażby wywołane występującą rezystancją na woltomierzach, które były niezbędne do wykonania pomiarów.

Przyglądając się układowi różniczkującemu zauważymy również, że dochodzi do znacznego wzrostu napięcia wyjściowego (w przypadku prezentowanym powyżej wartość współczynnika K dla układu różniczkującego będzie równa 5). Kiedy zaś spojrzymy na przebieg obu sygnałów zauważymy, że zmiana napięcia wyjściowego jest proporcjonalna do pochodnej napięcia wejściowego. Odwrotny przypadek nastąpi (tzn. zmiana napięcia wejściowego będzie proporcjonalna do pochodnej napięcia wyjściowego) kiedy będziemy działać w układzie całkującym.