Politechnika Zielonogórska Wydział Elektryczny |
Adam Adamczyk Paweł Bobela Robert Okienko Przemysław Ptaszyński |
Grupa laborat 2 |
Nr ćwiczenia 7 |
Ocena: |
LABORATORIUM ELEKTRONICZNE
|
||||
Temat ćwiczenia : Badanie wzmacniaczy operacyjnych |
Data wyk. ćwiczenia 21.V.97 |
Data odd. sprawozd. 28.V.97 |
Sprawdził: |
Pomiar napięcia niezrównoważenia Uoff
Rzeczywisty układ wzmacniacza operacyjnego uA 748.
Wzmacniacz rzeczywisty składa się jeszcze dodatkowo ze wzmacniacza idealnego.
Uoff=E01-E02 - różnica napięć progowych.
Na początku pomiaru oceniamy wzmacniacz jakościowo, mierząc wejściowe napięcie niezrównoważenia Uoff w układzie wtórnika. Napięcie ofsetu mierzymy wtedy kiedy mamy duże napięcie na wejściu wzmacniacza.
Układ do pomiaru napięcia Uoff
Regulując napięcie dzielnika ustalamy wartość napięcia na wejściu nieodwracającym wzmacniacza równe co do modułu lecz przeciwne co do znaku, które równoważy napięcie ofsetu. Objawem tego jest przejście przez zero na woltomierzu. Mierząc napięcie na dzielniku otrzymujemy wartość napięcia ofsetu.
Napięcie ofsetu można również mierzyć w układzie wtórnika napięciowego (zamknięta pętla sprzężenia zwrotnego).
Układ do pomiaru napięcia Uoff w układzie wtórnika napięciowego
Uwy=Uoff
Pomiar prądów polaryzacji wejścia Ip1 i Ip2 metodą I.
Pomiar prądu Ip1
Układ pomiarowy:
Tabela pomiarowa:
Nr wzm. |
Uwy [mV] |
Ip1 [nA] |
1 |
-140 |
14 |
2 |
-360 |
36 |
3 |
-335 |
33,5 |
4 |
-430 |
43 |
5 |
-840 |
84 |
Pomiar prądu Ip2
Układ pomiarowy:
Tabela pomiarowa:
Nr wzm. |
Uwy [mV] |
Ip2 [nA] |
1 |
140 |
14 |
2 |
380 |
38 |
3 |
340 |
34 |
4 |
380 |
38 |
5 |
245 |
24,5 |
Pomiar prądów polaryzacji wejścia Ip1 i Ip2 metodą II.
Pomiar prądu Ip1
Układ pomiarowy:
Pomiar prądu Ip2
Układ pomiarowy:
Wejściowy prąd niezrównoważenia
Wyjściowe napięcie niezrównoważenia
Układ wyprowadzeń wzmacniacza uA748
Zestawienie wyników pomiarów dla pięciu wzmacniaczy uA748:
|
|
|
Metodą I |
Metodą II |
||||
Nr wzm. |
Uoff [mV] |
Uwy,niezr [mV] |
Ip1 [nA] |
Ip2 [nA] |
Ioff [nA] |
Ip1 [nA] |
Ip2 [nA] |
Ioff [nA] |
1 |
1,8 |
18,12 |
14 |
14 |
0 |
12,2 |
13,5 |
1,3 |
2 |
1,35 |
13,84 |
36 |
38 |
2 |
33,3 |
35,7 |
2,4 |
3 |
1,15 |
11,8 |
33,5 |
34 |
0,5 |
31,25 |
33,3 |
2,05 |
4 |
-2,1 |
-20,66 |
43 |
38 |
5 |
38,4 |
37 |
1,4 |
5 |
-3,9 |
-38,78 |
84 |
24,5 |
59,5 |
78,1 |
26 |
52,1 |
Pomiar K0
Zerujemy zewnętrznie sygnał
Szybkość odpowiadania (narastania sygnału) mierzymy oscyloskopem, przy maksymalnym wysterowaniu odczytujemy je z przyrostu na oscyloskopie. Wyznaczamy wzór na minimalną częstotliwość przy której nie występują jeszcze zniekształcenia. Różniczkujemy amplitudę napięcia wyjściowego -
Wnioski
Na początku ćwiczenia sprawdziliśmy jakościowo wzmacniacze w układzie wtórnika z ujemną pętlą sprzężenia zwrotnego oraz „luźnym” wejściem nieodwracającym. Pierwszym parametrem mierzonym przez nas było wejściowe napięcie niezrównoważenia Uoff. Rzeczywisty układ wzmacniacza operacyjnego składa się z idealnego wzmacniacza operacyjnego i źródła napięciowego - Uoff. Jest ono skutkiem różnicy napięć progowych wejściowych tranzystorów. Dla badanych wzmacniaczy wartości tego napięcia mieściły się w normie katalogowej Uoff < 5 mV. Kolejnym krokiem naszych badań był pomiar prądów polaryzacji wejścia Ip1 i Ip2 . Są to prądy par baz wejściowych tranzystorów bipolarnych, lub w przypadku wzmacniaczy operacyjnych z wejściem polowym, prądy generacji termicznej wstecznie polaryzowanych złączy bramka-kanał. Zmierzone wartości tych prądów zarówno metodą I jak i II były zgodne, co oznacza poprawność i dokładność metod pomiaru oraz zgodność parametrów tranzystorów wejściowych. Wejściowy prąd niezrównoważenia Ioff jest różnicą obu prądów Ip1 i Ip2 . Wyjściowe napięcie niezrównoważenia, jak wynika z wyrażenia na Uwy,niezrówn., zależne jest zarówno od napięcia Uoff oraz od prądu Ip2 . Z tego też powodu istnieje ograniczenie przy doborze RF i RI. Ważnym parametrem przy wyborze wzmacniacza do konkretnego przeznaczenia jest jego charakterystyka przenoszenia, a konkretnie częstotliwość załamania wynikająca z istnienia pojemności pasożytniczych. W porównaniu do układu uA 741, który ma wbudowany (przeciwwzbudny) kondensator 30 pF nasz badany układ uA748 (nie posiadający go), jest szybszy od uA741. Ma jednak większe tendencje do wzbudzania.