Celem naszego ćwiczenia było zapoznanie się ze zmianami zachowania wzmacniacza operacyjnego, zasadą ujemnego sprzężenia zwrotnego oraz wzmacniaczem jako stabilizatorem napięcia. Mieliśmy do dyspozycji zbudowany wcześniej układ, który następie konfigurowaliśmy zgodnie z zaleceniami instrukcji.

1. Po zbudowaniu układu regulowaliśmy napięciami U­­_1­ i U₂ za pomocą potencjometrów R₁, tak aby móc zaobserwować zmiany napięcia wyjściowego U­_A. Poniżej znajdują się otrzymane przez nas wyniki:

U­­1­ [V]	-4,35		0		5,25
U­­2­ [V]	-4,26	-4,38	0,02	-0,01	5,33	4,99
U­­A­ [V]	14,37	-12,19	14,37	-12,17	14,36	-12,22

2. Kolejno podłączaliśmy rezystor o wartości 100 kΩ oraz 169 kΩ pomiędzy wejściem nieodwracającym i wyjściem wzmacniacza operacyjnego. Następnie sterowaliśmy napięciem U­­₁, dzięki czemu mogliśmy określić wartość napięcia U₂ powodującą przełączenie napięcia wyjścia z +U_A na -U_A (lub odwrotnie).

Dla rezystora o wartości 100 kΩ

U­­1­ [V]	6,14		0,01		-5,04
U­­2­ [V]	13,5	-0,57	6,69	-8,4	1,24	-12,75
U­­A­ [V]	14,24	-12,09	14,24	-12,08	14,24	-12,08

Dla rezystora o wartości 169 kΩ

U­­1­ [V]	-5,19		0,01		5,01
U­­2­ [V]	-1,22	-10,47	5,01	-5,3	10,23	-0,21
U­­A­ [V]	14,23	-12,18	14,28	-12,16	14,29	-12,15

Naszym zadanie m w powyższym podpunkcie była obserwacja napięcia wyjściowego U_A w zależności napięć wejściowych U­₁ i U­₂ układu z otwartą pętlą. W takim układzie wzmacniacz operacyjny działa, jako komparator. Komparator przyjmuje dwa stany niski oraz wysoki. Stan niski uzyskujemy przy U₂ < U₁ a wysoki dla U₂ > U₁ , zmiana tych stanów następuje przy wartościach U₂ = U_1.Bez podłączonych rezystorów wartości U₁ jaki i U₂ były do siebie zbliżone zarówno przy przechodzeniu ze stanu niskiego na wysoki jak i odwrotnie. Po podłączeniu rezystancji R₃, wartości napięć U₂ i U₁ różnią się od siebie widocznie oznacza to że pętla histerezy uległa zwiększeniu wraz podłączeniem i wzrostem rezystancji.

3. Następnie do układu podłączyliśmy kolejne rezystory o wartościach 100 [kΩ], 47 [kΩ] i 22 [kΩ] pomiędzy wejście odwracające i wyjście wzmacniacza operacyjnego. Obserwowaliśmy zakres zmian wartości napięcia wyjściowego U­_A w zależności od napięcia wejściowego U_1­ przy stałej rezystancji U₂=const. Poniżej znajdują się otrzymane wyniki:

Wzmocnienie układu obliczone zostało ze wzoru:

• R = 100 [kΩ]

R=100 [kΩ]	U1 [V]	-5,11	-3,19	-2,15	-0,95	1,13	3,07	5,07
	UA [V]	14,23	14,2	11,05	7,47	1,21	-4,61	-10,64

• R = 47 [kΩ]

R=47 [kΩ]	U1 [V]	-6,45	-4,09	-1,74	0,09	2,09	4,24
	UA [V]	11,89	8,56	5,26	2,66	-0,16	-3,21

• R = 22 [kΩ]

R=22 [kΩ]	U1 [V]	-6,94	-3,92	-1,55	0,55	2,55	4,38
	UA [V]	6,52	4,53	2,95	1,55	0,23	-0,98

W tym podpunkcie badaliśmy wzmacniacz operacyjny z zamkniętym sprzężeniem zwrotnym. Można zaobserwować, że dołączanie rezystancji o różnych wartościach powoduje zmianę charakterystyk U_A(U₁). Im większa wartość dołączonej rezystancji tym pochylenie charakterystyki U_A(U₁) zwiększa się. Wraz ze zmniejszeniem wartości dołączonej rezystancji maleje wzmocnienie k_u.

4. Regulowanie sygnałów sinusoidalnych. Po podłączeniu generatora funkcyjnego i ustawieniu parametrów (U₂, f i R₁) regulowaliśmy wartość rezystancji R­₁ badaliśmy wartość współczynnika wypełnienia W_w w zależności od U₁ i U_A. Poniżej znajdują się otrzymane wyniki:

R=2x33 [kΩ]
Ww	0,08	0,17	0,25	0,33	0,42	0,50	0,58	0,67	0,75
U1 [V]	1,87	1,51	0,99	0,47	0,11	-0,54	-1,19	-1,63	-1,95
UA[V]	6,99	9,8	11,31	11,79	12,16	12,05	11,81	10,61	8,52

R=2x47 [kΩ]
Ww	0,08	0,17	0,25	0,33	0,42	0,50	0,58	0,67	0,75
U1 [V]	1,89	1,46	1,04	0,66	0,02	-0,64	-1,16	-1,5	-1,97
UA[V]	6,78	10,06	11,26	11,61	12,23	12,06	11,84	11,07	8,33

Następnie podłączyliśmy rezystancję R₃ = 100 [kΩ] pomiędzy wejściem inercyjnym i wyjściem wzmacniacza. Poniżej znajdują się otrzymane wyniki:

R2=2x33 [kΩ]
	R3	22	39	47	69	100	122
U1 [V]	Min.	13,53	6,88	5,56	3,6	2,1	1,52
	Max.	-13,53	-8,69	-7	-4,55	-2,85	-2,15
UA [V]	Min.	2,44	2,77	2,93	3,35	4,09	4,56
	Max.	2,49	2,88	3,01	3,48	4,14	4,62

R2=2x47 [kΩ]
	R3	22	39	47	69	100	122
U1 [V]	Min.	3,42	1,83	1,37	0,83	0,35	0,21
	Max.	-4,6	-2,44	-1,95	-1,18	-0,7	-0,47
UA [V]	Min.	2,79	3,28	3,52	4,28	5,47	6,27
	Max.	2,96	3,44	3,67	4,39	5,5	6,3

Dalszym krokiem było regulowanie sygnałów sinusoidalnych. Można zauważyć, że dla charakterystyka napięcia U_A rezystancji R₂=2x47 jest bardziej pochylona aniżeli charakterystyka napięcia U_A rezystancji R₂=2x33. Wzmocnienie zależy od stosunku rezystancji R₃ do R₂, wraz ze wzrostem R₃ (wartość rezystancji R₂ maleje lub jest stałe) wzmocnienie k_u rośnie.

---