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:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z działaniem i własno-ściami wzmacniacza operacyjnego.

Przebieg ćwiczenia:

Układ pomiarowy wzmacniacza operacyjnego:

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

Charakterystyka przejściowa U_wy = f (U_we)

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 U_wy = f (U_we)

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 U_wy = f (U_we)

2. Wyznaczenie charakterystyki częstotliwościowej wzmacniacza:

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

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 U_wy = f (f) przy U_we = 1V = const.

Charakterystyka częstotliwościowa k_u = f (f) przy U_we = 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 U_wy = f (f) przy U_we = 1V = const.

Charakterystyka częstotliwościowa k_u = 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

Charakterystyka częstotliwościowa U_wy = f (f) przy U_we = 1V = const.

Charakterystyka częstotliwościowa k_u = f (f)

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

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 U_wy = f (f) przy U_we = 1V = const.

Charakterystyka częstotliwościowa k_u = f (f)

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

Charakterystyka częstotliwościowa U_wy = f (f) przy U_we = 1V = const.

Charakterystyka częstotliwościowa k_u = 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

Charakterystyka częstotliwościowa U_wy = f (f) przy U_we = 1V = const.

Charakterystyka częstotliwościowa k_u = f (f)

3. Wyznaczenie charakterystyki dynamicznej wzmacniacza (odpowiedź skokowa):

dla k = 1.

Wnioski i spostrzeżenia:

1. Wyznaczając charakterystykę przejściową U_wy = f (U_we), 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 C_F powoduje zmniejsze-nie pasma częstotliwości, ponieważ powstaje nam wtedy zamodelowany na wzmacniaczu operacyjnym człon inercyjny I rzędu o transmitancji operatoro-wej
   . Teoretycznie wiadomo, że dla częstotliwości mniejszych od
   wzmocnienie k jest stałe, zaś dla częstotliwości większych od
   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.

U_wy [V]

U_we [V]

k = 10

U_we [V]

U_wy [V]

U_wy [V]

U_we [V]

k = 1

k = 0,1

f [kHz]

U_wy [V]

k = 0.1 przy

U_we = 1V = const

f [kHz]

U_wy [V]

k = 1 przy

U_we = 1V = const

f [kHz]

U_wy [V]

k = 10 przy

U_we = 1V = const.

f [kHz]

U_wy [V]

k = 0.1 przy

U_we = 1V = const

U_wy [V]

f [kHz]

k = 1 przy

U_we = 1V = const

k = 10 przy

U_we = 1V = const.

f [kHz]

U_wy [V]

273 mV

U_we

U_wy

237mV

189,6mV

ΔT = 202μs

0.9⋅237 = 213,3mV

0.1⋅237 = 23,7mV

f ∈ (0;1000)kHz

k [dB]

f [Hz]

33Ω

f ∈ (0;125)kHz

f [Hz]

3,3k

33k

R₆

-20dB

f ∈ (0;1,6)kHz

Δk = 3dB

f [Hz]

k [dB]

R₅

R₄

We

+ −

+ E

- E

równoważenie

Wy

+

-

ULY 7741

+ E

180k

-20dB

f ∈(0;12,5)kHz

Δk = 3dB

f [Hz]

k [dB]

k [dB]

f ∈(0;1,6)kHz

Δk =3dB

f [Hz]

k [dB]

f [kHz]

f ∈(0;1,6)kHz

Δk =3dB

-20dB

k [dB]

3,3k

330Ω

R₃

We

3,3k

R₂

33k

R₁

28nF

110pF

---