wzm ope zasto DOC


Politechnika Radomska

Wydział Transportu

LABORATORIUM

Układy Elektroniczne

Data:

Imię i Nazwisko:

Grupa:

Zespół:

Rok akademicki

Nr ćwiczenia: 1

Temat:

Badanie wzmacniacza operacyjnego.

Ocena i podpis:

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zasadą działania wybranych wzmacniaczy operacyjnych i ich zastosowaniem.

Przebieg ćwiczenia:

Układy pomiarowe:

  1. Konwerter prąd-napięcie.

0x01 graphic

Schemat układu podstawowego konwertera prąd-napięcie.

  1. Układy ograniczników napięcia.

0x01 graphic

Symetryczny ogranicznik napięcia z diodami Zenera.

0x01 graphic

Schemat precyzyjnego jednostronnego nieodwracającego ogranicznika napięcia.

  1. Układy komparatorów napięcia.

0x01 graphic

Schemat układu dyskryminatora progowego (układ sumujący).

0x01 graphic

Schemat układu dyskryminatora progowego z histerezą (układ różnicowy).

Tabele pomiarowe:

1.Konwerter prąd-napięcie.

Dla R=15kΩ

Uwe

[ V ]

0,54

1,5

3,03

4,45

5,95

7,04

8,9

10,37

11,83

12,82

12,81

12,8

Uwy

[ V ]

9,3

9,35

9,35

9,35

9,35

9,35

9,35

9,35

9,35

9,35

9,35

9,35

I

[mA]

0,044

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,2

0x01 graphic

Dla R=3kΩ

Uwe

[ V ]

0,38

0,69

0,95

1,27

1,57

1,85

2,16

2,45

2,76

3,01

3,7

Uwy

[ V ]

9,35

9,35

9,35

9,35

9,35

9,35

9,35

9,35

9,35

9,35

9,35

I

[mA]

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

0x01 graphic

2.Symetryczny ogranicznik napięcia z diodami Zenera

Dla R1=1.5kΩ, R2=15kΩ

Uwe

[ V ]

7,28

7,28

7,24

7,23

7,22

7,21

7,2

7,19

7,18

7,16

7

Uwy

[ V ]

-10,53

-7,25

-6,4

-5,45

-4,66

-4,06

-3,32

-2,95

-2,6

-2

-1,03

3,28

-1,29

-7,3

-7,36

-7,3

-7,39

-7,4

-7,41

-7,42

-7,42

-7,43

-7,43

-7,43

-0,43

0,019

1,23

2,5

3,25

4,47

5,59

6,52

7,87

8,3

9,04

9,35

9,46

0x01 graphic

Dla R1=1.5kΩ, R2=3kΩ

Uwe

[ V ]

7,25

7,24

7,23

7,22

7,2

7,17

7,1

6,97

6,7

6,12

3,87

Uwy

[ V ]

-10

-8,9

-8,01

-7

-6,04

-5,16

-4,13

-3,8

-3,5

-3,25

-2,1

3,8

1,64

0,88

-0,27

-1,08

-2,57

-4,48

-6,24

-7,29

-7,35

-7,31

-7,4

7,41

-1,7

-1

-0,59

-0,011

0,38

1,13

2,11

3

4

5,2

6,28

8,17

9,64

0x01 graphic

Dla R1=5Ω, R2=3kΩ

Uwe

[ V ]

5,82

5,75

5,64

5,26

5,04

4,6

3,8

3,39

2,8

2,3

1,71

Uwy

[ V ]

-10

-9,87

-9,69

-9

-8,67

-7,94

-6,71

-5,92

-4,94

-4,2

-3,11

1

0,47

0,16

-0,28

-0,45

-0,79

-1,29

-1,62

-2,05

-2,57

-3,14

-3,92

-4,58

-2

-1

-0,47

0,21

0,5

1,1

2

2,45

3,20

4,04

5

6,3

7,42

-4,59

-5,19

-5,79

-6,22

7,6

8,43

9,46

10,16

0x08 graphic
0x08 graphic
0x01 graphic

Dla R1=5kΩ, R2=15kΩ

Uwe

[ V ]

7,19

7,19

7,18

7,17

7,16

7,16

7,11

7,01

5,88

2,94

1,33

Uwy

[ V ]

-10,17

-9,02

-8,5

-7,5

-6,1

-5

-4

-3,13

-2

-1,08

-0,54

0,12

-0,59

-3,96

-6,7

-7,26

-7,34

-7,35

-735

-7,37

-0,14

0,093

1,2

2,16

3,7

6,5

7,6

9

10,04

0x01 graphic

3.Jednostronny nieodwracający ogranicznik napięcia.

Dla R1=1kΩ, R2=15kΩ

Uwe

[ V ]

-0,02

-0,02

1,32

6,5

8,59

14,27

14,26

Uwy

[ V ]

-10,5

-0,87

0,18

0,5

0,63

1

1,29

0x01 graphic

Dla R1=1kΩ, R2=3kΩ

Uwe

[ V ]

-0,02

-0,01

3,1

4,61

8,21

12,23

13,93

13,9

13,86

13,86

Uwy

[ V ]

-10,18

0,047

0,62

1,25

2,1

3,15

3,64

4,51

6

10

4.Układ dyskryminatora progowego (układ sumujący).

Dla R1=1.5kΩ, R2=5kΩ, R3=1kΩ

Uwe

[ V ]

15,12

15,12

7,8

-6,4

-6,9

-0,7

-0,75

-0,77

-0,77

Uwy

[ V ]

-10,17

-5,9

-5,4

-4,7

-3,4

-2,26

0,65

3,4

10

5.Układ dyskryminatora progowego z histerezą (układ różnicowy).

Dla R1=5kΩ, R2=2,7kΩ, R3=10Ω, R4=820Ω

Uwe

[ V ]

7,43

7,43

7,43

-7,33

-7,43

-7,32

-7,33

-7,33

-7,34

Uwy

[ V ]

-10,4

-4,86

-3,6

3,65

0,27

4,5

7,25

9

10

Przed przystąpieniem do pomiarów należało zrównoważyć wzmacniacz

  1. Wyznaczenie charakterystyki przejściowej wzmacniacza:

Tabela pomiarowa:

dla k=10.

Uwe[V]

0,17

0,3

0,5

0,65

0,7

0,75

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

1,3

Uwy[V]

1,7

3,0

5,0

6,5

7,0

7,5

7,8

8,5

9,0

9,5

10,0

10,2

0x08 graphic
Charakterystyka przejściowa Uwy = f (Uwe)

Tabela pomiarowa:

dla k=1.

Uwe[V]

0,1

0,2

0,4

0,6

0,7

1,0

1,1

1,2

1,3

1,5

Uwy[V]

0,1

0,2

0,4

0,6

0,7

1,0

1,1

1,2

1,3

1,5

Charakterystyka przejściowa Uwy = f (Uwe)

0x08 graphic

Tabela pomiarowa:

dla k=0,1.

Uwe[V]

0,1

0,2

0,4

0,6

0,7

1,0

1,1

1,2

1,3

1,6

Uwy[mV]

10

20

40

60

70

100

110

120

130

160

Charakterystyka przejściowa Uwy = f (Uwe)

0x08 graphic

  1. Wyznaczenie charakterystyki częstotliwościowej wzmacniacza:

a). Układ bez inercji (bez kondensatora CF).

dla k=0,1.

Tabela pomiarowa:

f [kHz]

1

10

100

160

200

300

Uwe=1V

Uwy [V]

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

f [kHz]

400

500

600

700

800

900

Uwy [V]

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

Charakterystyka częstotliwościowa Uwy = f (f) przy Uwe = 1V = const.

0x08 graphic

0x08 graphic
Charakterystyka częstotliwościowa ku = f (f) przy Uwe = 1V = const.

dla k=1.

Tabela pomiarowa:

f [kHz]

1

10

100

160

200

300

400

Uwe=1V

Uwy [V]

1

1

1

0,91

0,881

0,728

0,586

f [kHz]

500

600

700

800

900

1000

1100

Uwy [V]

0,476

0,426

0,346

0,326

0,296

0,246

0,224

Charakterystyka częstotliwościowa Uwy = f (f) przy Uwe = 1V = const.

0x08 graphic

0x08 graphic
Charakterystyka częstotliwościowa ku = f (f)

dla k = 10.

Tabela pomiarowa:

F [kHz]

1

10

11

20

30

40

Uwe=1V

Uwy [V]

10

10

9,3

8

6,4

5,4

F [kHz]

50

60

70

80

90

100

Uwy [V]

4,58

4,2

3,6

3,3

3

2,8

0x08 graphic
Charakterystyka częstotliwościowa Uwy = f (f) przy Uwe = 1V = const.

0x08 graphic
Charakterystyka częstotliwościowa ku = f (f)

b). Układ z inercją (z kondensatorem CF).

dla k=0,1.

Tabela pomiarowa:

f [kHz]

0,1

0,3

0,5

0,7

0,9

1,2

Uwe=1V

Uwy [V]

0,1

0,097

0,093

0,091

0,087

0,079

f [kHz]

1,6

2

3

4

6

8

Uwy [V]

0,071

0,064

0,05

0,042

0,031

0,026

Charakterystyka częstotliwościowa Uwy = f (f) przy Uwe = 1V = const.

0x08 graphic

Charakterystyka częstotliwościowa ku = f (f)

0x08 graphic

dla k=1.

Tabela pomiarowa:

f [kHz]

0,1

0,3

0,6

0,8

1

2

Uwe=1V

Uwy [V]

1

0,95

0,92

0,88

0,83

0,66

f [kHz]

3

4

6

8

10

11

Uwy [V]

0,5

0,4

0,3

0,25

0,2

0,18

0x08 graphic
Charakterystyka częstotliwościowa Uwy = f (f) przy Uwe = 1V = const.

0x08 graphic

0x08 graphic

Charakterystyka częstotliwościowa ku = f (f)

dla k=10.

Tabela pomiarowa:

f [kHz]

0,1

0,4

0,5

0,6

0,8

0,9

1

Uwe=1V

Uwy [V]

10

9,73

9,5

9,3

8,9

8,7

8,5

f [kHz]

1,5

2

2,6

3

4

6

10

Uwy [V]

7,03

6,33

5,3

5

4,2

3,02

2,1

0x08 graphic
Charakterystyka częstotliwościowa Uwy = f (f) przy Uwe = 1V = const.

Charakterystyka częstotliwościowa ku = f (f)

0x08 graphic

  1. Wyznaczenie charakterystyki dynamicznej wzmacniacza (odpowiedź skokowa):

dla k = 1.

0x08 graphic

Wnioski i spostrzeżenia:

  1. Wyznaczając charakterystykę przejściową Uwy = f (Uwe), zauważyliśmy, że wraz ze wzrostem wzmocnienia k charakterystyka ta ulega zakrzywieniu (dla k = 0,1;1 jest ona liniowa, zaś dla k = 10 uległa ona zakrzywieniu).

  2. Wyznaczając charakterystyki częstotliwościowe zauważyliśmy, że wartość wzmocnienia k wzmacniacza operacyjnego jest stała, lecz w określonym paśmie częstotliwości.

  3. Pasmo częstotliwości jest tym szersze im mniejsze jest wzmocnienie k. Dla k = 0,1 ( -20dB ) przenoszone są częstotliwości rzędu MHz, dla k = 1 ( 0dB ) pasmo to zawiera się w przedziale f ∈ (0;125)kHz, zaś dla k = 10 ( +20dB ) pasmo to jest wąskie f ∈ (0;12,5)kHz.

  4. Włączenie w tor sprzężenia zwrotnego kondensatora CF powoduje zmniejsze-nie pasma częstotliwości, ponieważ powstaje nam wtedy zamodelowany na wzmacniaczu operacyjnym człon inercyjny I rzędu o transmitancji operatoro-wej 0x01 graphic
     . Teoretycznie wiadomo, że dla częstotliwości mniejszych od 0x01 graphic
     wzmocnienie k jest stałe, zaś dla częstotliwości większych od 0x01 graphic
    występuje tłumienie wzmocnienia o 20dB/dek.

  5. Zauważyliśmy także, że dla układu z inercją pasmo przenoszenia jest stałe {f ∈(0;1,6)kHz} dla wzmocnienia 0,1; 1; 10.

  6. Wzmacniacz rzeczywisty ma ograniczoną wartość wzmocnienia i pasmo przenoszenia.

1

0x01 graphic

Uwy [V]

Uwe [V]

k = 10

0x01 graphic

Uwe [V]

Uwy [V]

0x01 graphic

Uwy [V]

Uwe [V]

k = 1

k = 0,1

0x01 graphic

f [kHz]

Uwy [V]

k = 0.1 przy

Uwe = 1V = const

0x01 graphic

f [kHz]

Uwy [V]

k = 1 przy

Uwe = 1V = const

0x01 graphic

f [kHz]

Uwy [V]

k = 10 przy

Uwe = 1V = const.

f [kHz]

Uwy [V]

0x01 graphic

0x01 graphic

k = 0.1 przy

Uwe = 1V = const

Uwy [V]

f [kHz]

k = 1 przy

Uwe = 1V = const

k = 10 przy

Uwe = 1V = const.

f [kHz]

Uwy [V]

0x01 graphic

273 mV

Uwe

Uwy

237mV

189,6mV

ΔT = 202μs

0.9⋅237 = 213,3mV

0.1⋅237 = 23,7mV

0x01 graphic

f ∈ (0;1000)kHz

k [dB]

f [Hz]

f ∈ (0;125)kHz

f [Hz]

-20dB

f ∈ (0;1,6)kHz

Δk = 3dB

f [Hz]

k [dB]

0x01 graphic

-20dB

f ∈(0;12,5)kHz

Δk = 3dB

f [Hz]

k [dB]

0x01 graphic

k [dB]

0x01 graphic

0x01 graphic

f ∈(0;1,6)kHz

Δk =3dB

f [Hz]

k [dB]

0x01 graphic

f [kHz]

f ∈(0;1,6)kHz

Δk =3dB

-20dB

0x01 graphic

k [dB]


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
WZM BI~1 DOC
WZM MOCY MCZ DOC
WZM UN~1 DOC
zast wzm oper nasz2 DOC
wzm na mos doc
Ćw1 MON WZM OPER doc
wzm op Les nasze DOC
Ćw1 Zabezp wzm oper przed nasyceniem doc
Ćw2 Stab pr wzm rezon doc
Wzm b1 doc
Ćw1 Stabilność wzm operacyjnego ze sprz doc
Ćw1 Nierównoważenie wzm op doc
WZM BIP DOC
Badanie wzm rezonansowego DOC
WZM RÓŻN DOC
wzm op DOC
WZM TR1 DOC

więcej podobnych podstron