AKADEMIA TECHNICZNO-ROLNICZA W BYDGOSZCZY
ZAKŁAD PODSTAW ELEKTRONIKI
Laboratorium układów elektronicznych		Imię i nazwisko:
Nr ćw. 12 Temat: Zastosowania układów mnożących.		1. Nowicki Paweł 2. Stępień Iwona Nr grupy: 6/4 Semestr: V
Data wykonania	Data oddania spr.
13.12.2005r..	20.12.2005r.	TiE

1. Cel ćwiczenia

Zapoznanie się z podstawowymi właściwościami i zastosowaniami czterokwadrantowego mnożnika analogowego.

2. Pomiary i obliczenia

1. Układ mnożący.

• pomiary dla U_Y=-2,0V

UX	[V]	-10,0	-9,0	-8,0	-7,0	-6,0	-5,0	-4,0	-3,0	-2,0	-1,0
Uo	[V]	2,035	1,864	1,659	1,453	1,245	1,039	0,832	0,623	0,414	0,208

Ux	[V]	0	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0
Uo	[V]	0,003	-0,205	-0,412	-0,621	-0,831	-1,039	-1,248	-1,458	-1,666	-1,874	-2,051

• pomiary dla U_Y=1V

UX	[V]	-10,0	-9,0	-8,0	-7,0	-6,0	-5,0	-4,0	-3,0	-2,0	-1,0
Uo	[V]	-1,061	-0,969	-0,862	-0,753	-0,644	-0,536	-0,429	-0,321	-0,213	-0,105

Ux	[V]	0	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0
Uo	[V]	0,000	0,107	0,213	0,320	0,428	0,534	0,639	0,748	0,852	0,958	1,048

• pomiary dla U_Y=2V

UX	[V]	-10,0	-9,0	-8,0	-7,0	-6,0	-5,0	-4,0	-3,0	-2,0	-1,0
Uo	[V]	-2,063	-1,885	-1,676	-1,467	-1,256	-1,047	-0,836	-0,627	-0,416	-0,207

Ux	[V]	0	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0
Uo	[V]	0,000	0,208	0,415	0,626	0,835	1,045	1,252	1,461	1,669	1,874	2,052

1. Wzmacniacz napięciowy o regulowanym napięciu

u_x=1,005V; f=1,00kHz

Uy	[V]	0,1	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	9,7
Uo	[V]	0,009	0,100	0,203	0,307	0,410	0,513	0,615	0,719	0,821	0,940	0,995
		0,009	0,100	0,202	0,305	0,408	0,510	0,612	0,715	0,817	0,935	0,990

2. Układ dzielący

• dla U_X=2V

Uz	[V]	0	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0
Uo	[V]	-0,003	-0,516	-1,009	-1,509	-2,005	-2,504	-3,048	-3,502	-3,998	-4,492	-4,938

• dla U_X=4V

Uz	[V]	0	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0
Uo	[V]	-0,004	-0,256	-0,507	-0,755	-0,994	-1,274	-1,511	-1,745	-1,989	-2,235	-2,456

• dla U_X=5V

Uz	[V]	0	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0
Uo	[V]	-0,002	-0,201	-0,400	-0,597	-0,794	-0,995	-1,192	-1,395	-1,593	-1,786	-1,964

• zmiana stałej dzielenia

D=-0,5; Rd=4,6kΩ; Ux=2V

Uz	[V]	1,0	2,0	4,0	5,0	6,0
Uo	[V]	-0,260	-0,515	-1,006	-1,507	-2,009

1. Układ potęgujący

Uz	[V]	0	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0
Uo	[V]	0,000	0,011	0,085	0,289	0,685	1,341	2,315	3,682	5,487	7,802	10,236

3. Wnioski

W powyższym ćwiczeniu badaliśmy zastosowania układów mnożących. Charakterystyki układów mnożących i dzielących przy stałej wartości jednego z wejściowych napięć mają kształt linii prostych. Jest to dowodem na to, że stała mnożenia M oraz stała dzielenia D pozostają takie same dla dowolnych napięć wejściowych. Należy przy tym zauważyć, że stała mnożenia M ma znak dodatni, natomiast stała dzielenia D ma znak ujemny.

Następnym punktem ćwiczenia była zmiana stałej dzielenia D. Można tego dokonać w następujący sposób. Najpierw wyznaczamy wartości prądów i₁ oraz i₂. Wynoszą one

odpowiednio
oraz
. Prądy i₁ oraz i₂ mają taką samą wartość, więc otrzymujemy następujące wyrażenie:
. Porównując otrzymane wyrażenie do wzoru
, otrzymujemy wyrażenie na stałą dzielenia
. Zmianę stałej dzielenia możemy dokonać tylko poprzez regulowanie wartości rezystorów R1 i R2. W ćwiczeniu zmienialiśmy wartość rezystora R2. Stała dzielenia osiągnęła wartość -0,5 dla R2=4,6kΩ. Charakterystyka układu ze zmienioną stałą dzielenia nie jest linią prostą. Wynika z tego, że najdokładniejsze wyniki uzyskujemy gdy R1=R2, a stała dzielenia wynosi wówczas
.

Ostatnim punktem ćwiczenia było zbadanie układu potęgującego U_X³. Otrzymana charakterystyka ma kształt funkcji wykładniczej. Stała E_R wynosi w tym przypadku M², czyli w przybliżeniu 0,01.

Układy mnożące mają bardzo szerokie zastosowanie. Dzięki nim możemy zbudować inne układy wykonujące operacje arytmetyczne na sygnałach analogowych (układy potęgujące, układy dzielące, układy pierwiastkujące) oraz możemy obliczyć różnicę kwadratów, odchylenie procentowe. Mnożniki mogą także pracować jako modulatory amplitudy, sterowane napięciowo filtry dolnoprzepustowe, wzmacniacze sterowane napięciem, układy realizujące przemianę częstotliwości.

i2

i1

---