LABORATORIUM ELEKTRONIKI SPRAWOZDANIE
Ćwiczenie nr 2 WZMACNIACZ OPERACYJNY
Zespół II	Grupa 201	Rok akademicki 2006/2007
	Data wykonania ćwiczenia: 08.03.2007	Prowadzący ćwiczenie:

Schemat stanowiska pomiarowego:

Za pomocą elementów umieszczonych w podstawkach (rezystor, kondensator, zworka) można uzyskać konfiguracje podstawowych układów pracy wzmacniacza operacyjnego.

Dzięki oscyloskopowi, podłączonemu do wejścia i wyjścia układu ze wzmacniaczem operacyjnym, mogliśmy zaobserwować amplitudę i kształt przebiegów sinusoidalnych, trójkątnych i prostokątnych zmieniające się wraz ze wzrostem częstotliwości sygnału stawianej przy pomocy generatora.1. Wzmacniacz odwracający

1. K = 10 , U_WE = 0,35 V

f	Uwy [V]	KU
[kHz]	K = 10	[V/V]
3	3,6	10,28571
5	3,55	10,14286
7	3,55	10,14286
9	3,55	10,14286
10	3,55	10,14286
30	3,45	9,857143
50	3,3	9,428571
70	3,2	9,142857
90	2,9	8,285714
100	2,4	6,857143
200	1,55	4,428571
300	1,1	3,142857
400	0,9	2,571429
500	0,75	2,142857
600	0,645	1,842857
700	0,54	1,542857
800	0,48	1,371429
900	0,45	1,285714
1000	0,39	1,114286
1100	0,36	1,028571

Przebiegi zaobserwowane na oscyloskopie:

Sinus , f = 3 kHz :

Prostokąt , f = 3 kHz :

Trójkąt , f = 3 kHz :

Wnioski:

W konfiguracji układu, przy której wzmacniacz operacyjny odwracał fazę sygnału wejściowego obserwowaliśmy jak zmienia się kształt sygnału sinusoidalnego w sygnał prawie trójkąt, trójkątnego w prawie sinus, a prostokątnego w trapez. Zmiany te zachodziły przy częstotliwości zwiększonej o jeden rząd. Natomiast sygnał prostokątny przy częstotliwości 500 kHz zmieniał kształt na zniekształcony trójkąt. Wraz ze wzrostem częstotliwości występowało również przesunięcie fazowe sygnału wyjściowego względem wejściowego.

Przy dziesięciokrotnie większym wzmocnieniu pasmo zmniejszyło się także dziesięciokrotnie.

2. K = 1 , U_WE = 0,37 V

f	Uwy [V]	KU
[kHz]	K = 1	[V/V]
3	0,38	1,027027
5	0,375	1,013514
7	0,375	1,013514
9	0,375	1,013514
10	0,375	1,013514
30	0,375	1,013514
50	0,37	1
70	0,37	1
90	0,37	1
100	0,37	1
200	0,37	1
300	0,365	0,986486
400	0,36	0,972973
500	0,35	0,945946
600	0,34	0,918919
700	0,32	0,864865
800	0,3	0,810811
900	0,285	0,77027
1000	0,27	0,72973
1100	0,245	0,662162

Przebiegi zaobserwowane na oscyloskopie:

Sinus, f = 3 kHz

Prostokąt, f = 3 kHz

Wnioski:

W tym układzie pracy kształt oraz amplituda sygnału wyjściowego, w stosunku do wejściowego, pozostają niezmienione. Jego funkcja polega na odwróceniu sygnału wejściowego.

K_U = 10

f_g = ok. 95 kHz

K_U = 1

f_g = ok. 1 MHz

2. Wzmacniacz nieodwracający

1. K = 11

Sinus , f = 3 kHz :

Prostokąt , f = 3 kHz :

f_g = 38 kHz

2. K = 2

Prostokąt , f = 3 kHz :

Trójkąt , f = 3 kHz :

f_g = 220 kHz

Wnioski:

Zniekształcenia sygnału wyjściowego są takie same jak w przypadku wzmacniacza odwracającego fazę. Różnią się tym, że są w stosunku do nich odwrócone w fazie.

3. Układ całkujący

Sinus , f = 3 kHz :

Prostokąt , f = 3 kHz :

Trójkąt , f = 3 kHz :

Wnioski:

Wzmocnienie w bardzo dużym stopniu zależy od częstotliwości.

W przypadku, gdy do wejścia podany jest sygnał prostokątny, sygnał wyjściowy ma kształt trójkątny o dwa razy większej amplitudzie.

W przypadku, gdy do wejścia podany jest sygnał trójkątny, sygnał wyjściowy ma kształt zbliżony do sinusoidalnego o niezmienionej amplitudzie.

W przypadku, gdy do wejścia podany jest sygnał sinusoidalny, o amplitudzie 2 dz., sygnał wyjściowy ma kształt nieco zniekształconej cosinusoidy o niezmienionej amplitudzie.

4. Układ różniczkujący

Prostokąt , f = 3 kHz :

Wnioski:

Sygnał wejściowy o przebiegu prostokątnym po przejściu przez układ różniczkujący ma wartość stałą. Jedynie przy zmianie stanu sygnału z 0 na 1 lub odwrotnie na wyjściu pojawia się pojedynczy impuls napięcia (tzw. pik). W naszym przypadku ten pik ma zniekształcony przebieg, czego powodem są oscylacje występujące w układzie.

5. Komparator

Sinus 1

Sinus 2

Wnioski:

Sygnał wyjściowy ma dla każdego rodzaju sygnału wejściowego kształt trapezu.

Szerokość impulsu jest, dla sygnału trójkątnego, liniowo zależna od napięcia odniesienia, dla sygnału sinusoidalnego - nieliniowo. Amplituda sygnału wyjściowego w stosunku do wejściowego pozostała niezmieniona.

0,707 K_Umax

0,707 K_Umax

f_g

f_g

---