POLITECHNIKA RADOMSKA im. Kazimierza Pułaskiego WYDZIAŁ TRANSPORTU		LABORATORIUM AUTOMATYKI		Data:
Wykonał:		Grupa:	Zespół:	Rok akademicki:
Temat:	Badanie wzmacniacza operacyjnego		Nr ćwiczenia:	Ocena:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z własnościami wzmacniaczy operacyjnych i zasadami ich wykorzystania do modelowania podstawowych członów dynamicznych.

1. Człon proporcjonalny.

Obserwacja przenoszenia sygnału prostokątnego przez podstawowe człony oparte na wzmacniaczu operacyjnym.

Człon proporcjonalny. Człon całkujący idealny

Człon całkujący rzeczywisty. Człon różniczkujący rzeczywisty.

Badanie przenoszenia członów różniczkującego i całkującego w funkcji częstotliwości.

Badaliśmy układy przedstawione dalej. Wartości wszystkich rezystancji R=10 kΩ, kondensatory C=100 nF. Układy były zasilane napięciem sinusoidalnym o amplitudzie 5 V.

Człon różniczkujący

U=5 V_pp

f	U1	U1/U	L	f	U1	U1/U	L
[Hz]	[V]		[dB]	[Hz]	[V]		[dB]
20	0.72	0.144	-16.833	120	3.25	0.65	-3.742
25	0.9	0.18	-14.895	145	3.6	0.72	-2.853
30	1.08	0.216	-13.311	173	3.9	0.78	-2.158
35	1.24	0.248	-12.111	200	4.1	0.82	-1.724
45	1.56	0.312	-10.117	300	4.5	0.9	-0.915
52	1.7	0.34	-9.370	500	4.8	0.96	-0.355
62	2	0.4	-7.959	1k	5	1	0.000
74	2.3	0.46	-6.745	10k	5.1	1.02	0.172
90	2.7	0.54	-5.352	100k	5.1	1.02	0.172
100	2.9	0.58	-4.731

Człon całkujący

U=5 V_pp

f	U1	U1/U	L	f	U1	U1/U	L
[kHz]	[V]		[dB]	[kHz]	[V]		[dB]
0.1	5	1	0.000	24.9	2.5	0.5	-6.021
0.5	5	1	0.000	30	2.15	0.43	-7.331
1	5	1	0.000	35	1.85	0.37	-8.636
2	4.9	0.98	-0.175	43	1.6	0.32	-9.897
4	4.8	0.96	-0.355	52	1.4	0.28	-11.057
8	4.4	0.88	-1.110	62	1.2	0.24	-12.396
12	3.8	0.76	-2.384	74	1.04	0.208	-13.639
14.5	3.5	0.7	-3.098	90	0.85	0.17	-15.391
17.3	3.15	0.63	-4.013	100	0.78	0.156	-16.138
20.7	2.8	0.56	-5.036

Wnioski:

Na podstawie obserwacji uzyskanych oscylogramów różnych członów opartych na wzmacniaczu operacyjnym przy wymuszeniu w postaci fali prostokątnej możemy stwierdzić, że:

1. Dla członu proporcjonalnego zauważyliśmy, że amplituda sygnału wyjściowego jest równa amplitudzie sygnału wejściowego lecz odwrócona w fazie. Ponadto zauważamy nieidealność zastosowanego wzmacniacza operacyjnego objawiającą się małą stromością zboczy (oznacza to małą prędkość narastania napięcia na wyjściu).

2. Człon całkujący idealny działa jako integrator. Napięcie na jego wyjściu zmienia się liniowo. Z przebiegu prostokątnego otrzymujemy przebieg piłokształtny.

3. Człon całkujący rzeczywisty obrazuje jak napięcie na wyjściu zmienia się wykładniczo asymptotycznie dążąc do maksymalnej amplitudy wynikającej z ilorazu rezystancji w obwodzie.

4. Człon różniczkujący rzeczywisty podobnie jak poprzednie daje na wyjściu przebieg zgodny z teoretycznym.

5. Członu różniczkującego idealnego nie badaliśmy ze względu na fakt przeciążenia generatora, w wyniku czego przebieg wejściowy był znacznie odkształcony.

Na podstawie charakterystyk częstotliwościowych możemy stwierdzić, że:

1. Badany człon różniczkujący stanowi filtr górnoprzepustowy. Częstotliwość graniczna odczytana z wykresy (-3dB) wynosi około 105 Hz.

1. Badany człon całkujący stanowi filtr dolnoprzepustowy. Częstotliwość graniczna odczytana z wykresy (-3dB) wynosi około 10.5 kHz.

1. Na podstawie wykresów możemy określić tłumienie, które wyniosło w obydwu członach około 16 dB/oktawę. Tłumienie teoretyczne członów pierwszego rzędu powinno wynosić 20 dB/oktawę.

Badanie wzmacniacza operacyjnego

1

1

---