INSTYTUT TELEKOMUNIKACJI I AKUSTYKI

POLITECHNIKI WROCŁAWSKIEJ

LABORATORIUM ELEKTRONICZNE

ćwiczenie numer 10

WZMACNIACZ OPERACYJNY

autorzy: Marcel Siemiński

Tomasz Białek

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawami analogowej, elektronicznej

techniki obliczeniowej, a szczególnie z zasadami prostych członów operacyjnych maszyn analogowych.

Kolejność pomiarów:

2.1 Badanie układu sumatora (określenie wpływu zmian R1N, R2N, RS oraz

zmiany amplitudy sygnału wejściowego na przebieg wyjściowy).

Badanie układu całkującego ( zaobserwowanie wpływu R1N, R7N, RS, C3N oraz zmiany amplitudy sygnału wejściowego na kształt przebiegu wyjściowego dla różnych częstotliwości sygnału generatora fali prostokątnej).

Badanie układu różniczkującego ( zaobserwować wpływ R1N, R6N, RS, C2N oraz amplitudy sygnału wejściowego na kształt przebiegu wyjściowego dla różnych częstotliwości sygnału generatora fali prostokątnej).

3. Wyniki pomiarów:

sumator:

rys. a) R1N = 2k ; R2N = 2k ; RS = 2.4k

rys. b) R1N = 2k ; R2N = 6.2k ; 2.4k

rys. c) R1N = 6.2k ; R2N = 2k ; RS = 2.4k

ukł. różniczkujący:

rys. a) R1N = 2.4k ; RS = 150k ; R6N = 2k ; R7N = 390k ; C2N =270pF

rys. b) R1N = 2.4k ; RS = 150k ; R6N = 2k ; R7N = 390k ; C2N =6.8nF

rys. c) R1N = 2.4k ; RS = 10k ; R6N = 2k ; R7N = 390k ; C2N = 6.8nF

rys. d) R1N = 2.4k ; RS = 10k ; R6N = 51Ω ; R7N = 390k ; C2N =6.8nF

rys. e) R1N = 300Ω ; RS = 10k ; R6N = 2k ; R7N = 390k ; C2N =6.8nF

rys. f) R1N = 300Ω ; RS = 10k ; R6N = 51Ω ; R7N = 1.5k ; C2N =6.8nF

ukł. całkujący:

rys. a) R1N = 2k ; RS = 10k ; C3N = 680pF

rys. b) R1N = 2k ; RS = 10k ; C3N = 180pF

rys. c) R1N = 2k ; RS = 5.1k ; C3N = 180pF

rys. d) R1N = 1k ; RS = 5.1k ; C3N = 180pF

rys. e) R1N = 2k ; RS = 1M ; C3N = 180pF

Wnioski:

Celem naszego ćwiczenia było zapoznanie się z zasadą działania podstawowych układów analogowych.

W badanym przez nas sumatorze zmiana wartości rezystancji R1N i R2N powodowała zmianę proporcji w sygnale wyjściowym, miedzy składową sinusoidalną, a składową pochodzącą z sygnału prostokątnego (patrz wykresy).

Zmiana częstotliwości sygnałów wejściowych powodowała zmianę częstotliwości, odpowiednich im składowych sygnału wyjściowego. Zmiana wartości rezystancji RS a zatem stosunku RS/RN1 (RS/RN2) powodowała zmianę wartości wzmocnienia układu.

W układzie całkującym zmiana elementów R1N , C3N wpływała na kształt przebiegu wyjściowego (patrz wykresy). Przy zmianie rezystora umieszczonego w sprzężeniu zwrotnym (RS - bardzo duże) zaobserwowaliśmy na wyjściu przebieg „idealnej” piły. Ze zmianą częstotliwości sygnału wejściowego zmieniała się amplituda napięcia wyjściowego (wzrost częstotliwości powodował malenie amplitudy co wywołane jest zmniejszeniem czasu ładowania kondensatora).

W układzie różniczkującym podobnie jak w układzie całkującym największy wpływ na kształt przebiegu wyjściowego mają elementy w sprzężeniu zwrotnym (RS) oraz pojemność C2N. Wraz ze wzrostem częstotliwości sygnału wejściowego zniekształcenia impulsu wyjściowego wzrastały. Jest to spowodowane jak w przypadku powyższym zmianą czasu ładowania i rozładowywania kondensatora w obwodzie. Dla danych z rys. f ) max. częstotliwość przy, której układ nie wprowadzał

zniekształceń wynosiła fmax. = 20kHz. Dolnej granicy nie udało nam się określić.

---