Politechnika Radomska Wydział Transportu		LABORATORIUM Układy Elektroniczne			Data:
Imię i Nazwisko:			Grupa:	Zespół:	Rok akademicki
Nr ćwiczenia: 1	Temat: Wybrane zastosowania wzmacniaczy operacyjnych.				Ocena i podpis:

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zasadą działania wybranych wzmacniaczy operacyjnych i ich zastosowaniem.

Przebieg ćwiczenia:

Układy pomiarowe:

1. Konwerter prąd-napięcie.

Schemat układu podstawowego konwertera prąd-napięcie.

2. Układy ograniczników napięcia.

Symetryczny ogranicznik napięcia z diodami Zenera.

Schemat precyzyjnego jednostronnego nieodwracającego ogranicznika napięcia.

3. Układy komparatorów napięcia.

Schemat układu dyskryminatora progowego (układ sumujący).

Schemat układu dyskryminatora progowego z histerezą (układ różnicowy).

Tabele pomiarowe:

1.Konwerter prąd-napięcie.

Dla R=15kၗ

Uwy	[ V ]	0,54	1,5	3,03	4,45	5,95	7,04	8,9	10,37	11,83	12,82	12,81	12,8
Uwe	[ V ]	9,3	9,35	9,35	9,35	9,35	9,35	9,35	9,35	9,35	9,35	9,35	9,35
I	[mA]	0,044	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1	1,2

Dla R=3kၗ

Uwy	[ V ]	0,38	0,69	0,95	1,27	1,57	1,85	2,16	2,45	2,76	3,01	3,7
Uwe	[ V ]	9,35	9,35	9,35	9,35	9,35	9,35	9,35	9,35	9,35	9,35	9,35
I	[mA]	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1	1,1

2.Symetryczny ogranicznik napięcia z diodami Zenera

Dla R₁=1.5kၗ, R₂=15kၗ

Uwe	[ V ]	7,28	7,28	7,24	7,23	7,22	7,21	7,2	7,19	7,18	7,16	7
Uwy	[ V ]	-10,53	-7,25	-6,4	-5,45	-4,66	-4,06	-3,32	-2,95	-2,6	-2	-1,03

3,28	-1,29	-7,3	-7,36	-7,3	-7,39	-7,4	-7,41	-7,42	-7,42	-7,43	-7,43	-7,43
-0,43	0,019	1,23	2,5	3,25	4,47	5,59	6,52	7,87	8,3	9,04	9,35	9,46

Dla R₁=1.5kၗ, R₂=3kၗ

Uwe	[ V ]	7,25	7,24	7,23	7,22	7,2	7,17	7,1	6,97	6,7	6,12	3,87
Uwy	[ V ]	-10	-8,9	-8,01	-7	-6,04	-5,16	-4,13	-3,8	-3,5	-3,25	-2,1

3,8	1,64	0,88	-0,27	-1,08	-2,57	-4,48	-6,24	-7,29	-7,35	-7,31	-7,4	7,41
-1,7	-1	-0,59	-0,011	0,38	1,13	2,11	3	4	5,2	6,28	8,17	9,64

Dla R₁=5kၗ, R₂=3kၗ

Uwe	[ V ]	5,82	5,75	5,64	5,26	5,04	4,6	3,8	3,39	2,8	2,3	1,71
Uwy	[ V ]	-10	-9,87	-9,69	-9	-8,67	-7,94	-6,71	-5,92	-4,94	-4,2	-3,11

1	0,47		0,16		-0,28		-0,45	-0,79	-1,29	-1,62	-2,05	-2,57	-3,14	-3,92	-4,58
-2	-1		-0,47		0,21		0,5	1,1	2	2,45	3,20	4,04	5	6,3	7,42
-4,59		-5,19		-5,79		-6,22
7,6		8,43		9,46		10,16

Dla R₁=5kၗ, R₂=15kၗ

Uwe	[ V ]	7,19	7,19	7,18	7,17	7,16	7,16	7,11	7,01	5,88	2,94	1,33
Uwy	[ V ]	-10,17	-9,02	-8,5	-7,5	-6,1	-5	-4	-3,13	-2	-1,08	-0,54

0,12	-0,59	-3,96	-6,7	-7,26	-7,34	-7,35	-735	-7,37
-0,14	0,093	1,2	2,16	3,7	6,5	7,6	9	10,04

3.Jednostronny nieodwracający ogranicznik napięcia.

Dla R₁=1kၗ, R₂=15kၗ

Uwe	[ V ]	-0,02	-0,02	1,32	6,5	8,59	14,27	14,26
Uwy	[ V ]	-10,5	-0,87	0,18	0,5	0,63	1	1,29

Dla R₁=1kၗ, R₂=3kၗ

Uwe	[ V ]	-0,02	-0,01	3,1	4,61	8,21	12,23	13,93	13,9	13,86	13,86
Uwy	[ V ]	-10,18	0,047	0,62	1,25	2,1	3,15	3,64	4,51	6	10

4.Układ dyskryminatora progowego (układ sumujący).

Dla R₁=1.5kၗ, R₂=5kၗ, R₃=1kၗ

Uwe	[ V ]	15,12	15,12	7,8	-6,4	-6,9	-0,7	-0,75	-0,77	-0,77
Uwy	[ V ]	-10,17	-5,9	-5,4	-4,7	-3,4	-2,26	0,65	3,4	10

5.Układ dyskryminatora progowego z histerezą (układ różnicowy).

Dla R₁=5kၗ, R₂=2,7kၗ, R₃=10ၗ, R₄=820ၗ

Uwe	[ V ]	-3,65	-3,37	1,3	4,25	4,25	2,3	1,3	1,3	4,25	4,25	5,7
Uwy	[ V ]	7,43	7,88	7,46	7,46	-7,46	-7,46	-7,46	7,46	7,46	-7,46	-7,46

Wnioski:

1.Badając układ konwerter prąd- napięcie i wyznaczając charakterystykę przetwarzania U_wy =f(I) zauważyliśmy ,że charakterystyka ta ma w przybliżeniu przebieg liniowy niezależny od narastania prądu.

Jak wynika z analizy układu głównymi czynnikami powodującymi błędy przetwarzania są: wejściowy prąd polaryzujący wzmacniacz operacyjny i skończona wartość rezystancji wejściowej.

2.Wyznaczając charakterystyki ograniczników napięcia, zauważyliśmy, że dla symetrycznego ogranicznika napięcia z diodami Zenera, nachylenie charakterystyk wynika z wartości rezystancji dynamicznej diody odpowiednio dla napięcia Zenera i przy jej polaryzacji w kierunku przewodzenia. Nachylenie charakterystyk zależy również od wartości rezystancji sprzężenia. Im większa rezystancja R₂ tym mniejsze nachylenie i napięcie wyjściowe przy którym układ wchodzi w stan nasycenia maleje.

Dla R₁=1.5kၗ, R₂=15kၗ; U_wy = ±7V, U_we= ±1.1V

Dla R₁=1.5kၗ, R₂=3kၗ; U_wy= ±6.7V, U_we=±3.5V

Dla R₁=5kၗ, R₂=3kၗ; U_wy = ±6V, U_we= ±10V

Dla R₁=5kၗ, R₂=15kၗ; U_wy = ±7V, U_we= ±3.13V

3.Dla układu jednostronnego nieodwracającego ogranicznika napięcia, stosunek napięcia przewodzenia diody do wzmocnienia różnicowego wzmacniacza wynosi: 1.12[V]. Dla napięć wejściowych U_r < 0 dioda nie przewodzi i napięcie U₀ =0. wzmocnienie wzmacniacza jest w tym przedziale bardzo duże. Dla napięcia wejściowego U_i > 0 dioda przewodzi i układ jest wzmacniaczem nieodwracającym.

4. W układzie dyskryminatora progowego (układ sumujący), dla R₁=1.5kၗ, R₂=5kၗ, R₃=1kၗ napięcie Zenera U_Z = 15.12[V] a napięcie w kierunku przewodzenia wynosi:

U_F = - 0,75[V]. Napięcie wejściowe U_i = -(R₁/R₂)U_R = - 1.41[V]

5. Skokowa zmiana napięcia wyjściowego następuje gdy napięcie wejściowe osiąga wartość :

U_P2 = U_R(R₃/R₂+R₃)+U_0MAX(R₂/R₂+R₃) = 4.07

w kierunku rosnących wartości napięć, oraz w chwili gdy napięcie U_i osiąga wartość:

U_P1 = U_R(R₃/R₂+R₃)+U_0MIN(R₂/R₂+R₃) = 0.7[V].

1

U₀

---