1) Cel ćwiczenia :

Zapoznanie się z zasadą działania i wyznaczenie charakterystyk częstotliwościowych wzmacniacza selektywnego.

2) Schemat układu :

3) tabele pomiarowe :

- Pomiar charakterystyki częstotliwościowej wzmacniacza:

R2=51kΩ; Uwej=10mV

f [Hz]	Uwyj [mV]
20	520
1000	500
6000	490
10000	460
11000	460
12000	440
20000	400
22000	380
24000	360
26000	340
28000	320
30000	300
32000	290
34000	270
38000	250
42000	230
46000	220
50000	200

R2=100kΩ; Uwej=10mV

f [Hz]	Uwyj [mV]
20	980
2000	960
5000	900
6000	860
8000	640
12000	620
16000	520
20000	450
26000	410
28000	380
30000	360
32000	340
34000	320
36000	300
40000	270
44000	240
48000	220
50000	200

- Pomiar charakterystyki częstotliwościowej filtru I oraz filtru II:

Filtr I; Uwej=1V

f [Hz]	Uwyj [mV]	f [Hz]	Uwyj [mV]
20	1000	750	14
80	920	760	15
140	820	780	16
160	780	800	17
180	740	820	29
200	700	840	41
240	620	880	64
280	540	920	88
320	460	1000	110
360	400	1200	260
400	300	2000	410
460	260	2600	560
500	220	3000	630
540	180	3400	700
580	140	3800	740
640	100	4200	780
660	80	4600	810
680	60	5000	840
700	51	5600	870
710	42	7000	910
720	40	9000	960
730	31	10000	980
740	28	20000	1000

Filtr II; Uwej=1V

f [Hz]	Uwyj [mV]	f [Hz]	Uwyj [mV]
20	1000	3800	43
400	910	3900	56
600	810	4000	68
1000	610	4200	100
1400	440	4600	140
1800	380	5200	210
2000	280	6000	290
2200	260	7000	380
2400	220	8000	440
2600	170	9000	510
2800	120	10000	560
3000	100	12000	700
3100	59	20000	810
3200	57	30000	900
3300	42	40000	940
3400	27	50000	960
3500	19	60000	980
3600	21	110000	1000
3700	28

- Pomiar charakterystyki częstotliwościowej wzmacniacza z filtrem I oraz II

wzm. z filtrem I Uwej=10mV

f [Hz]	Uwyj [mV]	f [Hz]	Uwyj [mV]
20	180	900	780
300	270	920	560
400	330	960	500
500	380	1000	440
600	600	1100	210
620	900	1600	140
660	1000	2000	100
700	1400	2200	70
720	1800	4000	40
740	3100	5000	30
760	6000	7000	21
780	5600	9000	13
800	3100	20000	6
820	1700	30000	5
840	1400	50000	3
860	1200	70000	2
880	800	110000	1,4

wzm. z filtrem II Uwej=10mV

f [Hz]	Uwyj [mV]	f [Hz]	Uwyj [mV]
20	90	4600	200
1000	120	4800	180
2000	180	5000	140
2200	230	5400	120
2600	320	6000	95
2800	400	7000	70
3000	1200	8000	56
3100	1400	9000	46
3400	1450	10000	40
3500	1500	20000	19
3600	1250	30000	10
3700	950	40000	8,2
3800	740	50000	6
3900	560	60000	5,4
4000	480	70000	4,6
4200	310	80000	4,1
4400	240	100000	3,1

4) Wykresy i obliczenia :

- wykresy U0=f(f) i ku= f(f) dla wzmacniacza:

Dla R=51 kΩ

Pasmo przenoszenia:

Wzmocnienie:

Pole wzmocnienia:

k_uo - wzmocnienie wzmacniacza dla częstotliwości zerowej w [V/V]

f_g - częstotliwość dla której wartość wzmocnienia wzmacniacza zmniejsza się o 3 dB

Dla R=100 kΩ

Pasmo przenoszenia:

Wzmocnienie:

Pole wzmocnienia:

-wykresy dla filtrów i wzmacniacza z filtrami :

Dla filtra I:

f_oIo - częstotliwość rezonansowa obliczona

f_oIw - częstotliwość rezonansowa odczytana z wykresu (tabela)

Dla filtra II:

Dla wzmacniacza i filtra I:

Dla wzmacniacza i filtra II:

Dla filtra I:

Dla filtra II:

-dla wzmacniacza z filtrem II

-dla wzmacniacza z filtrem II

Zastosowanie sprzężenia zwrotnego w postaci filtru częstotliwościowego ma wpływ na charakterystykę wyjściową wzmacniacza selektywnego. Do największych zalet ujemnego sprzężenia zwrotnego zaliczamy np: zmniejszenie wrażliwości układu na zmiany parametrów elementów, zmianę warunków zasilania oraz zmniejszenie zakłóceń i szumów a także możliwość kształtowania charakterystyk częstotliwościowych. Najprostszą realizacja sprzężenia zwrotnego jest połączenie wyjścia wzmacniacza z wejściem poprzez rezystor. Ujemne sprzężenie zwrotne realizowane za pomocą rezystora umożliwia dobór wzmocnienia oraz górnej częstotliwości przepustowej. Wzrost rezystancji w pętli sprzężenia powoduje wzrost wzmocnienia oraz obniżenie górnej częstotliwości przenoszenia. Poprzez zastosowanie w pętli elementu o charakterze nieliniowym np. diodę lub tranzystor otrzymujemy nieliniowy charakter wyjścia wzmacniacza lecz odwróconym charakterze niż w pętli. W ćwiczeniu jako element sprzęgający został zastosowany filtr pasmowo-zaporowy typu podwójne T(TT). Filtr ten przepuszcza wszystkie częstotliwości z wyjątkiem częstotliwości będącej częstotliwością rezonansową filtru - tzw. częstotliwość własna. Umieszczenie powyższego filtru w pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego skutkuje uzyskaniem na wyjściu wzmacniacza charakterystyki filtru pasmowo-przepustowego. Filtr ten tłumi wszystkie częstotliwości z wyjątkiem częstotliwości rezonansowej czyli uzyskaliśmy selektywność dla wybranej częstotliwości, nasz wzmacniacz selektywny będzie najbardziej wzmacniać właśnie tą częstotliwość.

5) Wnioski :

Najważniejszymi parametrami wzmacniaczy operacyjnych są dobroć Q, selektywność S oraz współczynnik prostokątności P. Dobroć jest określona jako stosunek częstotliwości rezonansowej (własnej) wzmacniacza do szerokości pasma (określonej dla trzy decybelowego spadu wzmocnienia). Graficznie dobroć określa stromość narastania krzywej. Im większa dobroć tym stromość narastania jest większa, w idealnym przypadku stromość była by linią pionową. Selektywność określa zdolność do tłumienia sygnałów znajdujących się poza pasmem przenoszenia. Analitycznie selektywność jest to odwrotność dobroci. Współczynnik prostokątności wyraża stosunek szerokości pasma przy spadku trzy decybelowym do szerokości pasma przy spadku dwudziesto decybelowym. W idealnym przypadku współczynnik prostokątności byłby równy jeden.

---