Ćwiczenie 2

BADANIE UKŁADÓW ZE WZMACNACZEM OPERACYJNYM

1. Cel i zakres ćwiczenia

Zapoznanie się z właściwościami i działaniem wzmacniaczy operacyjnych. Badanie rożnych układów przetwarzających sygnały, zbudowanych na bazie wzmacniacza operacyjnego

2. Wiadomości teoretyczne - z wykładu i literatury

• budowa i własności wzmacniacza operacyjnego

• możliwości zastosowań

• obliczeniowe określanie funkcji realizowanej przez wzmacniacz.

3. Przebieg ćwiczenia

3.1. Zapisać dane przyrządów

3.2. Doprowadzić zasilanie do wzmacniacza, wykorzystując podwójny zasilacz stabilizowany ± 15 V.

+

+ 15V

-

- +

15V

-

Rys. 1. Zasilanie wzmacniacza operacyjnego.

Zasilanie jest konieczne przy realizacji wszystkich następnych układów.

3.3. Badanie funkcji realizowanej przez wzmacniacz różnicowy (rys. 2)

R2

R1

-

R3

+

U1 U2 U3

R4

Rys. 2. Układ pomiarowy.

Zmieniać U1 i U2 od 0 do 9 V (nastawiać U1 = 0 a U2 = 0, 3, 6, 9 V. Potem U1 = 3 a U2 = 0, 3, 6, 9 V itd.) dla różnych wartości R1 i R2. Mierzyć U3. Wyniki zapisać w tab. 1.

W sprawozdaniu wyprowadzić wzór określający U3 = f(U1,U2). Wyniki pomiarów porównać z wartościami U3 uzyskanymi z wyprowadzonego wzoru. Dla ułatwienia postać końcowa wzoru ma wyglądać:

Należy zwrócić uwagę, że wartości U3 zostaną ograniczone do poziomu napięcia zasilania (15V).

Tabela 1.

Lp

R1 kΩ

R2 kΩ

R3 kΩ

R4 kΩ

U1 V

U2 V

U3

Uwagi

pomiar

obliczenia

3.4. Badanie przerzutnika Schmitta

R1

Generator

sygnałów

U1 R3

R4 U3

Rys. 3. Przerzutnik Schmitta.

Obserwować sygnały wejściowy i wyjściowy na oscyloskopie dwukanałowym. Narysować charakterystyczne przebiegi. Opisać czy układ działał poprawnie.

3.5. Badanie wzmacniacza odwracającego fazę.

R1 R2

-

U1

+

R4 U3

Rys. 4. Wzmacniacz odwracający fazę.

Obserwować sygnały wejściowy i wyjściowy na oscyloskopie dwukanałowym. Narysować charakterystyczne przebiegi. Opisać, czy układ działał poprawnie

3.6. Badanie integratora sygnałów.

R1 C

-

U1 +

R4 U3

Rys. 5. Integrator sygnałów.

Obserwować sygnały wejściowy i wyjściowy na oscyloskopie dwukanałowym. Narysować przebieg U3 dla prostokąta na wejściu.

3.7 Badanie wzmacniacza sumacyjnego.

R1 R2

U1

R1'

U2 -

+

R4 U3

Rys. 6. Wzmacniacz sumacyjny.

Obserwować sygnały wejściowy i wyjściowy na oscyloskopie dwukanałowym. Narysować charakterystyczne przebiegi. Opisać czy układ działał poprawnie.

4. Opracować wnioski.

5. Literatura:

U. Tietza, Ch. Schenk „Układy półprzewodnikowe” , WNT 1987 (str. 265-275)

2

V2

~

V3

V1

~

~

Zas. 1

Zas. 2

Zasilacz cz. 1

Zasilacz cz. 2

~

---