POLITECHNIKA POZNAŃSKA INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI PRZEMYSŁOWEJ
Laboratorium Analogowych i Cyfrowych Układów Elektronicznych Temat: Badanie wzmacniacza operacyjnego
Elektrotechnika, Rok III, semestr VI Wydział Elektryczny studia dzienne magisterskie grupa: UEIIPP 1	Paweł Matuszak	Data
				wykonania ćwiczenia	oddania sprawozdania
				Ocena:
Uwagi:

1. Schemat układu

R = 1,37 [kΩ] R₁ = 523 [Ω] R₀₁ = 4,22 [kΩ]

R_A1 = 1 [MΩ] R_F1 = 100 [kΩ] R₀₂ = 4,22 [kΩ]

R_A2 = 523 [Ω] R_F2 = 12,4 [kΩ]

R_B = 12,4 [kΩ] C_F = 100 [nF]

2. Pomiary

2.1Badanie napięcia niezrównoważenia wzmacniacza U_offset

Schemat połączeń:

Zwarte: 1,5,9,12

Rozwarte: 2,3,4,6,7,8,10,11

Wyniki pomiarów i obliczenia:

U_Wy = -17,2 [mV]

[V/V]

[μV]

2.2 Badanie prądu wejściowego I_b

Schemat połączeń:

Zwarte: 2,5,9,12

Rozwarte: 1,3,4,6,7,8,10,11

Wyniki pomiarów i obliczenia:

U_Wy = 2,74 [V]

[mV]

[mV]

[nA]

1. Wyznaczanie pasma przenoszenia (wzmacniacz nieodwracający)

Schemat połączeń:

1. w pętli sprzężenia zwrotnego zwarcie

Zwarte: 2,5,7

Rozwarte: 1,3,4,6,8,9,10,11,12

[V/V]

2. w pętli sprzężenia zwrotnego rezystor R_F2

Zwarte: 1,5,8

Rozwarte: 2,3,4,6,7,9,10,11,12

[V/V]

3. w pętli sprzężenia zwrotnego rezystor R_F1

Zwarte: 1,5,9

Rozwarte: 2,3,4,6,7,8,10,11,12

[V/V]

3.Wnioski

Właściwości idealnego wzmacniacza operacyjnego można przedstawić następująco:

• nieskończenie duże wzmocnienie przy otwartej pętli sprzężenia zwrotnego,

• nieskończenie duża wejściowa impedancja zarówno różnicowa jak i pomiędzy każdym wejściem i masą

• impedancja wyjściowa równa zeru,

• nieskończenie szerokie pasmo przenoszenia częstotliwość

• napięcie wyjściowe równe zeru przy równych napięciach wejściowych,

• zerowy prąd wejściowy,

• nieskończenie duży dopuszczalny prąd wyjściowy,

• nieskończenie duże tłumienie sygnału współbieżnego,

• niezmienność parametrów pod wpływem temperatury.

Oczywiście wszystkie te właściwości nie są osiągalne ale upraszczają analizę wzmacniaczy i stanowią wyznacznik do osiągania najlepszych parametrów produkcyjnych wzmacniaczy.

Wejściowe napięcie niezrównoważeni U_offset jest to niewielkie napięcie na wejściu potrzebne do uzyskania zerowej wartości napięcia wyjściowego.

Wejściowy prąd polaryzacji I_b to średnia algebraiczna prądów wpływających do wzmacniacza operacyjnego z obu wejść.

Pomiar napięcia niezrównoważenia U_offset i prądu I_b sprowadzał się do pomiaru napięć na wyjściu wzmacniacza i przeniesieniu tych wartości na wejście poprzez uwzględnienie wzmocnienia wzmacniacza, ponieważ wartości badanych parametrów są bardzo małe i było by niemożliwe ich bezpośrednie zmierzenie.

Otrzymana wartość napięcia niezrównoważenia (U_offset=88,5 μV) różni się znacząco od wartości katalogowej (2 mV) o rząd wielkości.

Uzyskany prąd polaryzacji (14 [nA]) jest tego samego rzędu, co typowa wartość katalogowa (-45 nA).

Rozbieżności mogą wynikać z niedokładności metody pomiarowej i przyrządów lub błędnego odczytu mierników. Jednak w przeprowadzonych pomiarów wynika istotnie, że badane parametry mają bardzo małe wartości.

Pomiar pasma przenoszenia dla różnych wartości rezystancji w pętli sprzężenia zwrotnego miał na celu pokazanie wpływu wzmocnienia wzmacniacza operacyjnego na jego pasmo przenoszenia. Wzrost rezystancji w pętli powoduje wzrost wzmocnienia wzmacniacza wg zależności k_u= 1 + R_F2/R_F1 gdzie R_F2 to rezystancja w pętli sprzężenia zwrotnego a R_F1 - rezystancja na wejściu.

Wzrost wzmocnienia wzmacniacza powoduje zmniejszenie się pasma przenoszenia wzmacniacza.

Wzmacniacz operacyjny ze względu na możliwość dużych wzmocnień ma bardzo szerokie zastosowanie jako układ wejściowy różnych urządzeń (np. mierniki) doskonale wzmacniający małe sygnały. Jego ograniczeniem jest pasmo przenoszenia zmniejszające się ze wzrostem wzmocnienia.

---