Laboratorium podstaw elektroniki.

Temat: Wzmacniacz odwracający i nieodwracający na wzmacniaczu operacyjnym.

Poniedziałek

Grupa laboratoryjna

skład:

Wzmacniacz odwracający:

Schemat układu:

R₁=39kΩ, R₂=2kΩ, R₃=1,8kΩ, R_o=10kΩ, k_u=R₁/R₂=19,5

1. Wyznaczenie wejściowego napięcia niezrównoważenia.

Ku	Uwy	Uwe niez
[ - ]	[mV]	[μV]
19,5	0,1	5,13

2. Wyznaczanie charakterystyki U_wy=f(U_we), przy częstotliwości f=1kHz.

L.p.	Uwe	Uwy	ku
	[V]	[V]	[ - ]
1	0	0	0
2	0,110	2,2	20,0
3	0,164	3,3	20,1
4	0,251	5,0	19,9
5	0,299	6,0	20,1
6	0,405	8,1	20,0
7	0,489	9,4	19,2
8	0,525	9,8	18,7
9	0,646	10,6	16,4
10	0,725	11,0	15,2
11	0,830	11,4	13,7
12	0,960	11,8	12,3
13	1,102	12,1	11,0
14	1,249	12,4	9,9
15	1,384	12,6	9,1
16	1,720	12,8	7,4
17	2,046	12,8	6,26

3. Wyznaczanie charakterystyki k_u=f(f).

L.p.	Uwe	Uwy	f	ku
	[V]	[V]	[Hz]	[ - ]
1	0,291	5,9	100	20,3
2	0,294	5,9	200	20,1
3	0,298	6	500	20,1
4	0,299	6	750	20,1
5	0,293	5,95	1000	20,3
6	0,295	6,04	2000	20,5
7	0,297	6,14	3000	20,7
8	0,299	6,27	5000	21,0
9	0,302	6,52	7000	21,6
10	0,302	6,49	8000	21,5
11	0,305	6,37	9000	20,9
12	0,300	6,19	10000	20,6
13	0,305	4,77	20000	15,6
14	0,306	3,94	30000	12,9
15	0,306	3,24	40000	10,6
16	0,306	2,59	50000	8,5
17	0,306	2,02	60000	6,6
18	0,303	1,46	70000	4,8
19	0,302	0,91	80000	3,0
20	0,3	0,45	90000	1,5
21	0,299	0,16	100000	0,5

4. Wyznaczanie rezystancji wejściowej wzmacniacza przy częstotliwości f=1kHz.

U1	U2	Rd	Rwe
[V]	[V]	[kΩ]	[kΩ]
5,94	2,53	2,7	3,64

Wzmacniacz nieodwracający:

Schemat układu:

R₁=39kΩ, R₂=2kΩ, R₃=1,8kΩ, R_o=10kΩ, k_u=1+R₁/R₂=20,5

1. Wyznaczenie wejściowego napięcia niezrównoważenia.

ku	Uwy	Uwe niez
[ - ]	[mV]	[μV]
20,5	0,7	34

2. Wyznaczanie charakterystyki U_wy=f(U_we), przy częstotliwości f=1kHz.

L.p.	Uwe	Uwy	ku
	[V]	[V]	[ - ]
1	0	0	0
2	0,129	2,77	21,5
3	0,221	4,73	21,4
4	0,300	6,41	21,4
5	0,348	7,40	21,3
6	0,439	8,57	19,5
7	0,489	8,79	18,0
8	0,568	9,26	16,3
9	0,680	9,89	14,5
10	0,719	9,98	13,9
11	0,860	10,26	11,9
12	0,950	10,47	11,0
13	1,086	10,50	9,7
14	1,331	10,74	8,1
15	1,963	10,87	5,5
16	2,392	10,91	4,6
17	2,757	10,88	3,95

3. Wyznaczanie charakterystyki k_u=f(f).

L.p.	Uwe	Uwy	f	ku
	[V]	[V]	[Hz]	[ - ]
1	0,326	6,74	100	20,7
2	0,328	6,75	200	20,6
3	0,33	6,8	300	20,6
4	0,331	6,76	400	20,4
5	0,334	6,79	700	20,3
6	0,335	6,85	1000	20,4
7	0,33	6,79	2000	20,6
8	0,332	6,92	3000	20,8
9	0,333	7,01	4000	21,1
10	0,336	6,97	6000	20,7
11	0,337	6,54	8000	19,4
12	0,338	6,54	9000	19,3
13	0,338	6,29	10000	18,6
14	0,333	5,29	15000	15,9
15	0,334	4,62	20000	13,8
16	0,336	3,68	30000	11,0
17	0,337	3,06	40000	9,1
18	0,337	2,26	50000	6,7
19	0,337	1,76	60000	5,2
20	0,336	1,22	70000	3,6
21	0,336	0,68	80000	2,0
22	0,336	0,3	90000	0,9
23	0,335	0,1	100000	0,3

4. Wyznaczanie rezystancji wejściowej wzmacniacza przy częstotliwości f=(100,1000,10000)Hz.

f	U1	U2	Rd	Rwe
[Hz]	[V]	[V]	[kΩ]	[Ω]
100	6,54	6,53	2,7	4,13
1000	6,59	6,57	2,7	8,22
10000	5,79	5,78	2,7	4,67

5. Wyznaczanie charakterystyki k_u=f(U_we) gdy R₂→∝.

L.p.	Uwe	Uwy	ku
	[V]	[V]	[ - ]
1	0	0	0
2	0,114	0,084	0,7368
3	0,273	0,216	0,7912
4	0,469	0,377	0,8038
5	0,607	0,492	0,8105
6	0,785	0,64	0,8153
7	1,072	0,877	0,8181
8	1,239	1,016	0,8200
9	1,479	1,215	0,8215
10	1,751	1,44	0,8224
11	2,046	1,687	0,8245
12	2,36	1,946	0,8246

Wnioski:

Wzmacniacz odwracający zachowywał swoje wzmocnienie do około 0,5V napięcia wejściowego powyżej tej wartości charakterystyka ulega zakrzywieniu i wzmocnienie wzmacniacza coraz bardziej maleje. Jego charakterystyka częstotliwościowa świadczy o tym, że wzmocnienie jest odpowiednie do około 10kHz. Dla częstotliwości wyższych wzmocnienie znacznie maleje. Wzmacniacz nieodwracający ma charakterystykę U_wy=f(U_we) bardzo zbliżoną do wzmacniacza odwracającego podobnie jak charakterystykę częstotliwościową. Charakterystyczne punkty zakrzywień prawie się pokrywają. Wzmacniacze różnią się natomiast znacznie rezystancjami wejściowymi. W przypadku wzmacniacza odwracającego jest ona duża i wynosi 3,64kΩ przy częstotliwości 1kHz. Wzmacniacz nieodwracający charakteryzuje się bardzo małą rezystancją wejściową waha się ona od 4,13 do 8,22 Ω w zależności od częstotliwości. Wzmocnienie drugiego wzmacniacza gdy w miejscu rezystora R₂ jest przerwa jest niewiele mniejsze od jedności.

1

---