Wydział Fizyki Matematyki i Informatyki Stosowanej	Mateusz Finek Mateusz Kisielewski	Grupa 12, PEd	22.03.2010
Informatyka I rok	Wzmacniacz operacyjny – podstawowe układy pracy	Ćwiczenie 4

1. Wzmacniacz odwracający.

   1. R₁=R₂=10kΩ

      
      Rys. 1 : Schemat układu pomiarowego wzmacniacza odwracającego o R₁=R₂.

      

2. wzmocnienie k = 10 [V/V]

Rys. 2 : Schemat układu pomiarowego wzmacniacza odwracającego o wzmocnieniu
k = 10 [V/V].

- znak minus oznacza że faza sygnału wyjściowego jest odwrócona o 180°

3. wzmocnienie k = 0.1 [V/V]

Rys. 3 : Schemat układu pomiarowego wzmacniacza odwracającego o wzmocnieniu k = 0.1 [V/V].

4. wyznaczenie rezystancji wejściowej wzmacniacza

Rys. 4a : Schemat układu pomiarowego rezystancji wejściowej wzmacniacza odwracającego.

Rys. 4b : Schemat układu pomiarowego rezystancji wejściowej wzmacniacza odwracającego.

W celu pomiaru rezystancji wejściowej wykorzystaliśmy układ jak na rys. 2 dobierając odpowiednio rezystancję na wejściu (R3), tak aby napięcie wejściowe było dwukrotnie mniejsze od napięcia zasilającego. Wartość rezystancji opornika R3 równa jest rezystancji wejściowej badanego wzmacniacza.

Wyznaczona wartość rezystancji wejściowej wynosi 1kΩ (dla układu z Rys. 4a).

Ponowny pomiar z inną wartością opornika R1 pokazuje, że rezystancja wejściowa wzmacniacza odwracającego jest równa rezystancji opornika R1.

Aby wzmocnienie było duże należy zastosować bardzo duży opór R₂ (R₂ > R₁), co przy wymogu dużego R₁ (rezystancja wejściowa) wymaga jeszcze większego oporu R₂. Tak duże opory mogą mieć wpływ na ograniczenie przenoszenia sygnałów o dużych częstotliwościach.

2. Wzmacniacz nieodwracający.

   1. R₁=R₂=10kΩ

Rys. 5 : Schemat układu pomiarowego wzmacniacza nieodwracającego o R₁=R₂.

2. wzmocnienie k = 10 [V/V]

Rys. 6 : Schemat układu pomiarowego wzmacniacza nieodwracającego o wzmocnieniu k = 10 [V/V].




2. wzmocnienie k = 0.1 [V/V]

Wyznaczona wartość rezystancji opornika R₂ jest tylko teoretyczna, gdyż w praktyce nie istnieją oporniki o ujemnej rezystancji.

Układ o wzmocnieniu k < 1 [V/V] można zrealizować np. przez zastąpienie opornika R₂ wzmacniaczem odwracającym.

4. wzmocnienie k = 1 [V/V]

Aby uzyskać wzmocnienie k=1[V/V] opornik R₁ może mieć dowolną wartość, natomiast opornik R₂ musi mieć rezystancję równą 0.

Teoretycznie w przypadku R₁ nieskończonego (bardzo dużego) wzmocnienie również będzie równe 1.

Rys. 7 : Schemat układu pomiarowego wzmacniacza nieodwracającego o wzmocnieniu k = 1 [V/V].

Taki układ będzie posiadał bardzo dużą rezystancję wejściowa i małą rezystancję wyjściową. Można go zastosować w przenoszeniu sygnałów z wysoko-oporowego źródła do niskooporowego obciążenia. Układ ten przenosi napięcie, lecz izoluje prądowo, dlatego często nazywa się go wzmacniaczem izolującym.

3. Wzmacniacz sumujący (sumator).

   
   Rys. 8 : Schemat układu pomiarowego sumatora o napięciu zasilającym
   U_z1=40 V i U_z2=-40 V.

Aby wzmacniacz sumujący działał poprawnie suma napięć wejściowych nie może być większa od wartości napięcia zasilającego ten wzmacniacz.

Rys. 9 : Schemat układu pomiarowego sumatora o napięciu zasilającym
U_z1=21 V i U_z2=-21 V.

W przypadku gdy suma napięć wejściowych jest mniejsza od napięcia zasilającego wzmacniacz, na wyjściu otrzymamy napięcie odwrócone w fazie
o 180° i odpowiednio wzmocnione według stosunku R₅/R. Sumator jest specyficznym rodzajem wzmacniacza odwracającego.

W przeciwnym wypadku, gdy suma napięć będzie większa od napięcia zasilającego, na wyjściu otrzymamy napięcie równe napięciu zasilającemu wzmacniacz (nieodwrócone w fazie).