POLITECHNIKA WROCŁAWSKA WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY Instytut Maszyn Napędów i Pomiarów Elektrycznych	Grupa 3 Kamil Ignatowski – autor Mateusz Urbanek	Semestr zimowy Rok Akademicki 2014/2015
LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI I ELEKTRONOMETRII
Data ćwiczenia: 19.05.2015	Temat: Generator fali sinusoidalnej.	Ocena:
Numer ćwiczenia: 10

1. Cel ćwiczenia:

Praktyczne poznanie układu generatora fali sinusoidalnej, tzw. Czwórnikowego na wzmacniaczu operacyjnym z selektywnym układem RC. Zapoznanie się z warunkami wzbudzenia i stabilnej pracy układu, wpływ zasilania i obciążenia. Metody badania i opisu, analiza wyników i sposób ich prezentacji.

W ćwiczeniu zastosowaliśmy WO typu OP07C. Wzmacniacz pracuje liniowo, objęty dwoma pętlami sprzężenia zwrotnego: dodatnią selektywną RC, ustalającą częstotliwość generacji i ujemną liniową, ustalającą napięcie wyjściowe. Znamionowe zasilanie układu będzie symetryczne U_sup = ± 15V.

2. Spis przyrządów (stanowisko 3):

• Makieta wzmacniacza operacyjnego

• Multimetr METEX MXD-4660A

• Zasilacz ZSM-1/97

• Rezystor dekadowy OD-Rb

3. Schemat układów pomiarowych:
   
   

Schemat układu generatora fali sinusoidalnej z czwórnikiem Wiena i pętlą stabilizacji amplitudy wraz z elementami i przyrządami do badania, bez rezystora obciążenia R_L.


Schemat czwórnika połączonego w pętli USZ z żaróweczką małej mocy z włóknem wolframowym.

3. Tabele z wynikami pomiarów, przykładowe obliczenia oraz wykresy:
   
   

W tym punkcie należało ustalić warunki odniesienia do dalszych badań oraz zaobserwowanie wpływu obciążenia i

zasilania na układ, wyniki przedstawione są w tab.2.2.1.

L.p.	Warunki badania		Odczyt			Obliczenia
	RL[kΩ]	Usup[V]	f [kHz]	Uo [V]	R1 [kΩ]	δf [%]	δUo [%]
1	∞	±15	fn = 1,020	Uon = 3,998	R1n = 1,4007	-	-
2	1	±15	1,020	3,999	1,4007	0,000	0,025
3	∞	±9	1,018	3,997		-0,20	-0,025
4	∞	+15/-9	1,019	3,997		-0,098	-0,025
5	∞	+9/-15	1,020	3,997		0,000	-0,025

Badanie wpływu zmian na rezystancji R₁ w pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego na częstotliwość fali f i napięcia U_o.

L.p.	Uo [V]	Odczyty – pomiary			Obliczenia
		Uo [V]	f [kHz]	R1 [kΩ]	δf [%]	δR1 [%]
1.	8,5	8,505	1,022	1,2977	0,20	-7,4
2.	8,0	8,002	1,022	1,3033	0,20	-7,0
3.	7,5	7,501	1,021	1,3097	0,098	-6,5
4.	7,0	6,999	1,021	1,3172	0,098	-6,0
5.	6,5	6,503	1,021	1,3256	0,098	-5,4
6.	6,0	6,003	1,021	1,3354	0,098	-4,7
7.	5,5	5,500	1,021	1,3474	0,098	-3,8
8.	5,0	5,003	1,021	1,3614	0,098	-2,8
10.	4,5	4,503	1,021	1,3784	0,098	-1,6
11.	4,0	4,001	1,020	1,4004	0,000	-0,02
12.	3,5	3,505	1,019	1,4271	-0,098	1,9
13.	3,0	3,005	1,020	1,4621	0,000	4,4
14.	2,5	2,501	1,020	1,5104	0,000	7,8
15.	2,0	2,002	1,021	1,5730	0,098	12,3
16.	1,75	1,7542	1,022	1,6112	0,20	15,0
17.	1,5	1,4965	1,023	1,6500	0,29	17,8
18.	1,25	1,2526	1,024	1,6800	0,39	20,0
19.	1,0	1,0334	1,024	1,6956	0,39	21,1
20.	0,75	0,7466	1,024	1,7008	0,39	21,4
21.	0,5	0,5048	1,024	1,7016	0,39	21,5

Wykres 1. Zależność δ_R1=f(U_o) podczas badania wpływu R₁ na generację.

Wykres 2. Zależność f=f(δ_R1)podczas badania wpływu R₁ na generację.

Badanie wpływu obciążenia i zasilania układu z rezystorem R_2a = 3,9kΩ

.

L.p.	Warunki badania		Odczyt			Obliczenia
	RL[kΩ]	Usup[V]	f [kHz]	Uo [V]	R1 [kΩ]	δf [%]	δUo [%]
1	∞	±15	fn =1,017	Uon = 4,000	R1n = 0,7015	-	-
2	1	±15	1,016	4,000	0,7015	-0,10	0,00
3	∞	±9	1,014	3,997		-0,29	-0,08
4	∞	+15/-9	1,015	3,997		-0,20	-0,08
5	∞	+9/-15	1,015	3,997		-0,20	-0,08

Badanie wpływu zmian na rezystancji R₁ w pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego na częstotliwość fali f i napięcia U_o z rezystorem R_2a= 3,4kΩ.

L.p.	Propoz.	Odczyty – pomiary			Obliczenia
	Uo [V]	Uo [V]	f [kHz]	R1 [kΩ]	δf [%]	δR1 [%]
1.	8,5	8,506	1,020	0,6436	0,29	-8,3
2.	8,0	8,001	1,020	0,6465	0,29	-7,8
3.	7,5	7,504	1,020	0,6499	0,29	-7,4
4.	7,0	7,010	1,020	0,6540	0,29	-6,8
5.	6,5	6,510	1,020	0,6586	0,29	-6,1
6.	6,0	6,004	1,019	0,6642	0,20	-5,3
7.	5,5	5,501	1,018	0,6708	0,10	-4,4
8.	5,0	5,004	1,018	0,6786	0,10	-3,3
10.	4,5	4,503	1,018	0,6884	0,10	-1,9
11.	4,0	4,004	1,016	0,7010	-0,10	-0,07
12.	3,5	3,511	1,016	0,7173	-0,10	2,3
13.	3,0	3,042	1,014	0,7373	-0,29	5,1
14.	2,5	2,536	1,013	0,7684	-0,39	9,5
15.	2,0	1,999	1,012	0,8204	-0,49	17,0
16.	1,75	1,7506	1,012	0,8624	-0,49	23,0
17.	1,5	1,5138	1,014	0,9060	-0,29	29,2
18.	1,25	1,2398	1,018	0,9700	0,10	38,3
19.	1,0	1,0139	1,021	1,0450	0,39	49,0
20.	0,75	0,7214	1,024	1,0950	0,69	56,1

Wykres 3. Zależność δ_R1=f(U_o)podczas badania wpływu R₁ na generację.










Wykres 4. Zależność f=f(δ_R1)podczas badania wpływu R₁ na generację.

*Zmień czwórnik w pętli USZ.

- Zamiana czwórnika na symetryczny:
R_b = 4,7 kΩ
C_b = 33 nF

Lp.	Uo	Uo	f	R1	δf	δR1
1.	[V]	[V]	[kHz]	[kΩ]	[%]	[%]
2.	8,0	8,002	0,912	0,9400	-10,6	-32,9
3.	7,0	6,998	0,963	0,7600	-5,6	-45,7
4.	6,0	6,033	0,996	0,6630	-2,4	-52,7
5.	5,0	4,974	1,010	0,5660	-0,98	-59,6
6.	4,0	3,923	1,010	0,4900	-0,98	-65,0
7.	3,0	3,033	1,010	0,4100	-0,98	-70,7
8.	2,0	2,027	1,010	0,3102	-0,98	-77,9
9.	1,0	1,0805	1,009	0,2102	-1,1	-85,0

Wykres 5. Zależność δ_R1=f(U_o) podczas badania wpływu R₁ na generację.

Wykres 6. Zależność f=f(δ_R1)podczas badania wpływu R₁ na generację.

4. Wnioski:

- Po odłączeniu rezystora R₁ napięcie na wyjściu spada do około 100 mV napięcia stałego, a po przyłączeniu „zwory” do masy za R₁ napięcie na wyjściu wzrasta do napięcia nasycenia.

- Wyniki sprzed zajęć z otrzymanymi wynikami z pomiarów różnią się od siebie, rezystancja R₁ o 10% a częstotliwość f_o o 0,6%.
- Rezystorem R₁ mogliśmy regulować amplitudą napięcia, im większa rezystancja tym mniejsza amplituda.

- Zmiany R_L i U_sup przy stałym R₁ nie powodowały zmian częstotliwości i amplitudy sygnału, ewentualnie były one bardzo małe - na poziomie 0,01-0,025%. Jest to spowodowane tym, że wzmacniacz na wyjściu ma praktycznie zerową rezystancję, tak więc dołączenie R_L nie powodowało zmian amplitudy na wyjściu.

- Zmiany δ_R1 i δ_f były większe w przypadku, gdy R_2a było mniejsze.

Zestawienie wyników:

	R1 [kΩ]	fo [kHz]
Obliczenia sprzed zajęć	1,5432	1,026
Obliczenia z pomiarów	1,4007	1,020