LABORATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH |
Środa godz. 1705 |
nr grupy 7 Robert Rogala Marek Pabisz
|
nr ćwiczenia 3 Sprzężenie zwrotne. |
Data wykonania: 11.12.1996r. |
Ocena: |
1. Wzmacniacz z szeregowym - napięciowym sprzężeniem zwrotnym.
Pomiar parametrów roboczych wzmacniacza bez sprzężenia zwrotnego.
RC1 = RC2 = RC = 5.1 kΩ wzmacniacz wysterowany sygnałem f = 1 kHz z generatora
napięcia określające punkty pracy tranzystorów T1 i T2 :
|
T1 |
T2 |
UC [V] |
7.63 |
7.38 |
UB [V] |
1.62 |
1.62 |
UE [V] |
0.98 |
0.97 |
- wzmocnienie napięciowe
dla (przy wykorzystaniu dzielnika napięcia na wejściu układu)
Uwy = 1.75 V
- rezystancja wyjściowa
dla Rd = 0
dla Rd = 5.1 kΩ (Uzw - U5.1)*Rd/Uzw ⇒ Rwe = 3216 Ω
- rezystancja wejściowa
dla Rd = 0, Uzw=k*Uwe
dla Rd = 5.1 kΩ, U5.1=k*Uwe(Rwe/Rwe + Rd)
Rwe = Rd*Ud/(Uzw-Ud) Rwe = 36 kΩ
- górna częstotliwość graniczna
całego wzmacniacza fg = 47 kHz
- górna częstotliwość graniczna dla dwóch przypadków RC +/- 20%
a)
|
T1 |
T2 |
UC [V] |
8.33 |
8.1 |
UB [V] |
1.61 |
1.61 |
UE [V] |
0.97 |
0.97 |
RC1 = RC2 = 4.08 kΩ fg = 61 kHz
b)
|
T1 |
T2 |
UC [V] |
6.81 |
6.49 |
UB [V] |
1.61 |
1.61 |
UE [V] |
0.97 |
0.97 |
RC1 = RC2 = 6.1 kΩ fg = 40 kHz
2.Wpływ sprzężenia zwrotnego na liniowość układu.
Zależność wzmocnienia od rodzaju sprzężenia ( lokalne lub globalne ) oraz przyłożonego napięcia. Do sprawozdania dołączone są również przebiegi napięć odczytane z oscyloskopu.
Zależność napięcia wyjściowego od wartości przyłożonego napięcia.
Napięcia w mV.
3. Wzmacniacz operacyjny.
Sprawdzanie poprawności wzorów na wzmocnienie.
- sprzężenie napięciowo - szeregowe
R1 [kΩ] |
10 |
1 |
1 |
0.1 |
||||
R2 [kΩ] |
10 |
10 |
100 |
100 |
||||
Uwy/Uwe |
120 |
185 |
120 |
16.9 |
120 |
1.7 |
120 |
0.18 |
[mV] |
|
|
|
|
|
|
|
|
ku ze wzoru |
1 |
10 |
100 |
1000 |
||||
ku zmierzone |
0.65 |
7.1 |
70.5 |
667 |
||||
cz. gr.[kHz] |
560 |
160 |
14 |
6.7 |
- sprzężenie napięciowe - równoległe
R1 [kΩ] |
1 |
0.1 |
0.1 |
|||
R2 [kΩ] |
9 |
9.9 |
99.9 |
|||
Uwy/Uwe |
120 |
17 |
120 |
1.7 |
400 |
0.92 |
[mV] |
|
|
|
|
|
|
ku ze wzoru |
10 |
100 |
1000 |
|||
ku zmierzone |
11.6 |
120 |
800 |
|||
cz.gr.[kHz] |
82 |
7.4 |
1.2 |
4.Wnioski
Przed rozpoczęciem ćwiczenia prowadzący zasugerował aby najpierw wykonać części pomiarów dla wzmacniacza tranzystorowego, a następnie dla układów ze wzmacniaczem operacyjnym. Po wykonaniu tych pomiarów ponownie powróciliśmy do układu tranzystorowego.
Na podstawie literatury możemy stwierdzić, że ujemne sprzężenie zwrotne wpływa korzystnie na większość parametrów wzmacniacza. Polepszeniu ulegają zarówno parametry statyczne jak i dynamiczne. Przy czym im większa wartość sprzężenia tym lepsze parametry są uzyskiwane. Na podstawie wykonanych pomiarów możemy jedynie stwierdzić, że zmieniając rezystancję Rc zmieniamy wartość wzmocnienia i częstotliwość graniczną pracy układu. Wzrostowi wzmocnienia odpowiada zmniejszenie szerokości pasma przenoszenia.
Po wykonaniu pomiarów sprawdzających właściwości liniowe wzmacniacza możemy stwierdzić, że im większa wartość sprzężenia zwrotnego tym lepsze właściwości liniowe. Podobnie jest gdy zmieniamy rodzaj sprzężenia. Sprzężenie globalne wyraźniej poprawia liniowość niż sprzężenie lokalne.
Sprawdzając zgodność wzoru na wielkość wzmocnienia w układach ze sprzężeniem zwrotnym możemy stwierdzić, że nie jest ona zawsze zadowalająca. Może to wynikać różnych przyczyn: niedokładność pomiaru, niedokładność doboru elementów sprzężenia itp. Widzimy, że wraz ze wzrostem wzmocnienia maleje górna częstotliwość graniczna pracy układu wzmacniacza. O ile jednak dla sprzężenia napięciowo-równoległego zachowane jest pole wzmocnienia to nie można tego powiedzieć o układzie ze sprzężeniem napięciowo-szeregowym.
4
3