Akademia Górniczo-Hutnicza
im. St. Staszica
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
SPRAWOZDANIE
M6  Zasilacz elektroniczny i wzmacniacz operacyjny
Grupa dziekanatowa: E1 (13) Grupa laboratoryjna: C
Data wykonania ćwiczenia: 18.05.2015r.
Prowadzący zajęcia: mgr Henryk Krawiec
Wykonawcy
------------------------
------------------------
------------------------
------------------------
------------------------
------------------------
------------------------
Kraków, 24 maja 2015 r.
6.1 Zasilacz elektroniczny
Mostek Gretza (zwany także mostkiem prostowniczym) to układ czterech diod połączonych
w sposób w specyficzny układ prostujący prąd przy wykorzystaniu obu połówek napięcia
przemiennego (prostownik dwupołówkowy). W układzie takim niezależnie od kierunku
przepływu prądu na wejściu prąd na wyjściu płynie zawsze w tę samą stronę. W określonej
chwili dwie z tych diod pracujÄ… przy polaryzacji w kierunku przewodzenia, a dwie w kierunku
zaporowym; przy zmianie kierunku prądu wejściowego te pary zamieniają się rolami.
Pokazany na poniższym rysunku:
Rys. 6.1. Układ mostka Gretza
Na rysunku 6.1 pokazano dodatkowo rezystor R służący jako obciążenie mostka Gretza.
Rys. 6.2. Przepływ prądu dla dodatniej połówki przebiegu wejściowego. Przewodzą diody D1 i D4.
Rys. 6.3. Przepływ prądu dla ujemnej połówki przebiegu wejściowego. W tym przypadku przewodzą diody D2 i
D3
Na rysunku 6.5. przedstawiono na ekranie oscyloskopu napięcie sinusoidalnie zmienne po
przejściu przez mostek Gretza.
Rys. 6.4: Układ zasilacza elektronicznego badanego w laboratorium
Za pomocą oscyloskopu wykonaliśmy pomiary napięć: maksymalnego wyprostowanego,
średniego wyprostowanego (metodą trapezu) i wstecznego dla tego układu.
1,5t
11V
5t
Rys. 6.5. Napięcie po przejściu przez mostek Gretza
Wartość maksymalna napiÄ™cia wyprostowanego: 5ØHÜ5ØZÜ5ØNÜ5ØeÜ = 115ØIÜ
(55ØaÜ+1,55ØaÜ)"115ØIÜ
Wartość Å›rednia napiÄ™cia wyprostowanego: 5ØHÜÅ›5Ø_Ü = = 7,155ØIÜ
2"55ØaÜ
11V
Rys. 6.6. Napięcie wsteczne na oscyloskopie
Wartość maksymalna napiÄ™cia wstecznego: 5ØHÜmax 5ØdÜ5Ø`Ü5ØaÜ5ØRÜ5ØPÜ5ØgÜ5Ø[Ü5ØRÜ = 115ØIÜ
Rys. 6.7. Obserwacja składowej zmiennej napięcia zasilacza za pomocą oscyloskopu
Charakterystyka stabilizatorów
Stabilizator napięcia stałego to układ elektryczny dostarczający do odbiornika napięcie o
stałej wartości. W zasilaczach wyróżniamy dwa rodzaje stabilizatorów:
a) parametryczne - wykorzystują nieliniowe charakterystyki napięciowo - prądowe
elementów użytych do budowy stabilizatora. Najczęściej wykorzystywanym elementem
stabilizujÄ…cym jest dioda Zenera.
b) kompensacyjne - porównują napięcie stabilizowane ze wzorcowym i w przypadku ich
różnicy tak działają na element sterujący, że kompensuje on zmiany napięcia wyjściowego.
Obecnie stabilizatory kompensacyjne budowane są jako układy, w których skład wchodzi
wiele elementów połączonych w oparciu o złożony schemat wewnętrzny.
U V 4,2 2 1,6 3 4,5 3,6 1,2
I mA 44 62 66 54 12 51 70
Stabilizator parametryczny
Charakterystyka prądowo-napięciowa stabilizatora
parametrycznego
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Iwyj [mA]
Pomiar dla napięcia 4,5V odrzucony jako błąd gruby.
"5ØHÜ 5ØHÜ5ØZÜ5ØNÜ5ØeÜ - 5ØHÜ5ØZÜ5ØVÜ5Ø[Ü 4,25ØIÜ - 1,25ØIÜ
5ØEÜ5ØdÜ5ØRÜ5ØdÜ = = = = -115,38©
"5Ø<Ü 5Ø<Ü5ØZÜ5ØVÜ5Ø[Ü - 5Ø<Ü5ØZÜ5ØNÜ5ØeÜ 0,0445Ø4Ü - 0,0705Ø4Ü
wyj
U
[V]
U V 4,2 4 3,8 3,6 4,4 4,42 4,39
I A 0,024 0,5 0,7 0,7 0,04 0,06 0,12
Stabilizator kompensacyjny
Charakterystyka prądowo-napięciowa stabilizatora
kompensacyjnego
5
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
Iwyj [A]
Pomiar dla napięcia 3,6V odrzucony jako błąd gruby.
"5ØHÜ 5ØHÜ5ØZÜ5ØNÜ5ØeÜ - 5ØHÜ5ØZÜ5ØVÜ5Ø[Ü 4,425ØIÜ - 3,85ØIÜ
5ØEÜ5ØdÜ5ØRÜ5ØdÜ = = = = -0,93©
"5Ø<Ü 5Ø<Ü5ØZÜ5ØVÜ5Ø[Ü - 5Ø<Ü5ØZÜ5ØNÜ5ØeÜ 0,045Ø4Ü - 0,75Ø4Ü
6.2 Wzmacniacz operacyjny
Wzmacniacz operacyjny to wielostopniowy, różnicowy wzmacniacz prądu stałego,
charakteryzujący się bardzo dużym różnicowym wzmocnieniem napięciowym. Zwykle służy
on podobnie jak inne wzmacniacze do wzmocnienia napięcia czy też mocy, różni się jednak
od zwykłych wzmacniaczy tym, że w przeciwieństwie do nich sposób jego działania zależy
głównie od zastosowanego zewnętrznego obwodu.
Rys. 6.8. Układ w laboratorium do badania wzmocnienia wzmacniacza
wyj
U
[V]
+1V
-2V
Rys. 6.9. Obraz z oscyloskopu do oczytu napięć wejścia i wyjścia (w tym wypadku dla R1)
5ØÜ5ØÏß = 5ØÏß5ØÎß5Ø$Ü© 5ØÜ5ØÐß = 5ØÓß5ØÎß5Ø$Ü© 5ØÜ5ØÅƒß = 5ØÏß5ØÎß5ØÎß5Ø$Ü©
5ØÜ5Ø0Ü5ØÜ Ä…1V Ä… 1V Ä…1V
5ØÜ5Ø0Ü5Ø2Ü
"2V "10V "15V
5ØÜ5Ø0Ü5Ø2Ü
2 10 15
5ØÜ5Ø0Ü5ØÜ
Wbrew przewidywaniom, przy zastosowaniu opornika R3 5ØHÜ5ØdÜ5ØfÜ `" 305ØIÜ. Wynika to z tego, że
napięcie wyjścia nie może być wyższe od napięcia zasilania.
Rys. 6.10. Wzmacniacz operacyjny w układzie sumacyjnym
5Ø8Ü1 5Ø8Ü2
5ØHÜ5ØdÜ5ØfÜ = -5ØEÜ3 ( + )
5ØEÜ1 5ØEÜ2
E1=-2V; E2=1V; R1=5000V; R2=1000V; R3=10000V;
-2 1
5ØHÜ5ØdÜ5ØfÜ = -10000 ( + ) = -65ØIÜ
5000 1000
Odczyt woltomierza: -6,008V
Zmierzona wartość sumacyjnej pracy wzmacniacza wynosi -6,0085ØIÜ zaÅ› obliczona -65ØIÜ.
Różnica ta wynika ze strat powodowanych rezystancją przewodów oraz niepewności
pomiarowych.
PLC
PLC (Programowalny Sterownik Logiczny) (ang. Programmable Logic Controller) 
uniwersalne urzÄ…dzenie mikroprocesorowe przeznaczone do sterowania pracÄ… maszyny lub
urządzenia technologicznego. Sterownik PLC musi zostać dopasowany do określonego
obiektu sterowania poprzez wprowadzenie do jego pamięci żądanego algorytmu działania
obiektu. Cechą charakterystyczną sterowników PLC odróżniającą ten sterownik od innych
sterowników komputerowych jest cykliczny obieg pamięci programu. Algorytm jest
zapisywany w dedykowanym sterownikowi języku programowania.
Cykl pracy sterownika można zapisać krokowo:
1. Autodiagnostyka
2. Odczyt wejść
3. Wykonanie programu
4. Zadania komunikacyjne
5. Ustawienia wyjść
Sterownik nie posiada jak procesor linii wejścia/wyjścia tylko określoną liczbę wejść i wyjść.
W procesorach można definiować czy linia ma być wejściem czy wyjściem  w sterownikach
PLC nie.