Laboratorium nr 4 - PEiTC
Wzmacniacze operacyjne
Wzmacniacze operacyjne to układy scalone, które w elektronice mają duże znaczenie. W tym ćwiczeniu poznamy podstawowe układy ich pracy oraz zastosowanie wzmacniaczy operacyjnych w praktyce.
Na początku pobierz plik zawierający potrzebne nam układy z adresu: http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/5647
Wzmacniacz odwracający
Pomiar i regulacja wzmocnienia napięciowego.
Otwórz w programie Multisim układ nr 047. Uruchom zwykłą symulację. Zmierz wartość napięcia wyjściowego przy napięciu wejściowym wynoszącym 0.1V, 1V, 10V oraz Uwe = Uzasilania.
Zmodyfikuj wartość rezystora sprzężenia zwrotnego. Wzór na wzmocnienie napięciowe takiego układu pracy wygląda następująco:
Ku = -Rs/Rf
Sprawdź, czy taka zależność występuje w badanym układzie pracy.
Charakterystyka przejściowa.
Uruchom symulację typu DC Sweep. Jako źródło przyjmij vei w zakresie od -10 do +10 V. Jako wyjście - napięcie na probówce Probe1. Probówkę przed uruchomieniem symulacji umieść na przewodzie idącym do plusa multimetra wyjściowego.
W jakim zakresie napięcie wyjściowe podlega zmianie?
Charakterystyka częstotliwościowa.
Uruchom plik z układem nr 048. Następnie przeprowadź analizę typu AC Sweep w zakresie 1 Hz - 100 MHz. Pamiętaj o umieszczeniu probówki na przewodzie idącym do oscyloskopu. Opisz, jak zachowuje się amplituda i faza napięcia wyjściowego w dziedzinie częstotliwości. Podaj efektywny zakres pracy dla zastosowanego układu wzmacniacza.
Wzmacniacz nieodwracający
Wykonaj ćwiczenie nr 2 z zestawu dla wzmacniacza odwracającego z pliku 049. Podmień wcześniej użyty tutaj generator funkcyjny na źródło napięcia stałego. Czym różni się otrzymana charakterystyka od tej uzyskanej dla poprzedniego układu?
Sumator analogowy
Otwórz plik nr 059. Zbadaj poprawność dodawania napięcia pochodzącego z trzech źródeł wejściowych. Przeprowadź pomiar dla co najmniej 3 różnych kombinacji napięć wejściowych, uwzględniając także napięcia ujemne. Co się stanie, gdy suma napięć przekroczy napięcie zasilania wzmacniacza operacyjnego (15V)?
Jakie jest maksymalne napięcie, które możemy uzyskać na wyjściu?
Opis innych układów pracy
Z dostępnego zbioru układów wybierz dwa dowolne (oprócz tych, które już badaliśmy). Otwórz pliki i przeprowadź symulację ich działania w programie Multisim. Szczególnie polecam:
Prosty konwerter D/A - plik 079
Układ odejmujący napięcia zbudowany na dwóch wzmacniaczach operacyjnych - plik 081
Prostownik dwupołówkowy - plik 073
Detektor „okienkowy” reagujący na obecność napięcia o odpowiednim zakresie - plik 054