LABORATORIUM ELEKTRONIKI SPRAWOZDANIE
Ćwiczenie nr 2 WZMACNIACZ OPERACYJNY
Zespół B	Grupa 12A1	Rok akademicki 2009/2010
Chojnacki Mateusz Chałabis Piotr Gruszka Paweł Gałuszka Piotr Banicki Mateusz Bundyra Piotr Bundyra Paweł Bratek Rafał Duszyc Michał Idzikowski Roman Malec Maciej Fijałkowski Mariusz	Data wykonania ćwiczenia: 08.03.2010	Prowadzący ćwiczenie:

1. Schemat stanowiska pomiarowego:

Za pomocą elementów umieszczonych w podstawkach (rezystor, kondensator, zworka) można uzyskać konfiguracje podstawowych układów pracy wzmacniacza operacyjnego.

Dzięki oscyloskopowi, podłączonemu do wejścia i wyjścia układu ze wzmacniaczem operacyjnym, mogliśmy zaobserwować amplitudę i kształt przebiegów sinusoidalnych, trójkątnych i prostokątnych zmieniające się wraz ze wzrostem częstotliwości sygnału stawianej przy pomocy generatora.

2. Przebieg ćwiczenia

1) Wzmacniacz operacyjny - pomiar częstotliwości

1. k = 10 , U_WE = 1,0 V

f	Uwy	k
[kHz]	[V]	[V/V]
1	10,3	10,3
10	9,9	9,9
20	9,8	9,8
30	9,6	9,6
40	9,3	9,3
50	8,8	8,8
60	8,2	8,2
70	7,4	7,4
80	6,8	6,8
90	6,1	6,1
100	4,2	4,2
200	2,5	2,5
300	1,7	1,7
400	1,33	1,33
500	1,11	1,11
600	0,95	0,95
700	0,81	0,81
800	0,72	0,72
900	0,66	0,66
1000	0,59	0,59

Charakterystyka przenoszenia wzmacniacza:

fg = ok. 75 [kHz]

2. k = 1 , U_WE = 1,0 V

f	Uwy	k
[kHz]	[V]	[V/V]
1	1	1
10	1	1
100	1	1
200	1	1
300	0,97	0,97
400	0,92	0,92
500	0,84	0,84
600	0,77	0,77
700	0,69	0,69
800	0,61	0,61
900	0,51	0,58
1000	0,52	0,52

Charakterystyka przenoszenia wzmacniacza:

fg = 650 [kHz]

2) Układ odwracający fazę sygnału wejściowego

Przebiegi zaobserwowane na oscyloskopie:

Sinus , f = 5 kHz , k = 10:

Prostokąt , f = 5 kHz , k = 10:

Trójkąt , f = 5 kHz , k = 10:

Sinus , f = 500 Hz , k = 1:

Prostokąt , f = 500 Hz , k = 1:

Trójkąt , f = 500 Hz , k = 1

Wnioski:

W konfiguracji układu, przy której wzmacniacz operacyjny odwracał fazę sygnału wejściowego obserwowaliśmy jak zmienia się kształt sygnału sinusoidalnego w sygnał prawie trójkąt, trójkątnego w prawie sinus, a prostokątnego w trapez. Zmiany te zachodziły przy częstotliwości zwiększonej o jeden rząd. Natomiast sygnał prostokątny przy częstotliwości 500 Hz zmieniał kształt na zniekształcony trójkąt. Wraz ze wzrostem częstotliwości występowało również przesunięcie fazowe sygnału wyjściowego względem wejściowego.

Przy dziesięciokrotnie większym wzmocnieniu pasmo zmniejszyło się także dziesięciokrotnie.

Dla wzmocnienia k =1 kształt oraz amplituda sygnału wyjściowego, w stosunku do wejściowego, pozostają niezmienione. Jego funkcja polega na odwróceniu sygnału wejściowego.

3) Układ nieodwracający

Sinus , f = 5 kHz , k = 10:

Prostokąt , f = 5 kHz , k = 10:

Trójkąt , f = 5 kHz , k = 10:

Sinus , f = 500 Hz , k = 1:

Prostokątny , f = 500 Hz , k = 1:

Trójkątny, f = 500 Hz , k = 1:

Wnioski:

Zniekształcenia sygnału wyjściowego są takie same jak w przypadku wzmacniacza odwracającego fazę. Różnią się tym, że są w stosunku do nich odwrócone w fazie.

4) Układ całkujący

Sinus , f = 5 kHz:

Prostokąt , f = 5 kHz:

Trójkąt , f = 5 kHz:

Wnioski:

Wzmocnienie w bardzo dużym stopniu zależy od częstotliwości.

W przypadku, gdy do wejścia podany jest sygnał prostokątny, sygnał wyjściowy ma kształt trójkątny o dwa razy większej amplitudzie.

W przypadku, gdy do wejścia podany jest sygnał trójkątny, sygnał wyjściowy ma kształt zbliżony do sinusoidalnego o niezmienionej amplitudzie.

W przypadku, gdy do wejścia podany jest sygnał sinusoidalny, o amplitudzie 2 działki , sygnał wyjściowy ma kształt nieco zniekształconej cosinusoidy o niezmienionej amplitudzie.

5) Układ różniczkujący

Prostokąt , f = 5 kHz :

Sinus, f = 5 Hz

Wnioski:

Sygnał wejściowy o przebiegu prostokątnym po przejściu przez układ różniczkujący ma wartość stałą. Jedynie przy zmianie stanu sygnału z 0 na 1 lub odwrotnie na wyjściu pojawia się pojedynczy impuls napięcia (tzw. pik). W naszym przypadku ten pik ma zniekształcony przebieg, czego powodem są oscylacje występujące w układzie.

6) Komparator

Sinus 1

Sinus 2

Wnioski:

Sygnał wyjściowy ma dla każdego rodzaju sygnału wejściowego kształt trapezu.

Szerokość impulsu jest, dla sygnału trójkątnego, liniowo zależna od napięcia odniesienia, dla sygnału sinusoidalnego - nieliniowo. Amplituda sygnału wyjściowego w stosunku do wejściowego pozostała niezmieniona.

Nie stosuje się przebiegu prostokątnego ze względu na wąski zakres regulacji, bliski 0.

---