Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Kaliszu	Laboratorium – Elektrotechnika i elektronika
Nazwisko i imię: Stasiak Jakub Frycia Mateusz	Temat: Badanie wzmacniaczy operacyjnych
Wydział Politechniczny MIBM	Grupa: 2A
Data wykonania: 29.10.2012	Data oddania: 12.11.2012

Część teoretyczna

Wzmacniacz operacyjny to wielostopniowy, wzmacniacz różnicowy prądu stałego, charakteryzujący się bardzo dużym różnicowym wzmocnieniem napięciowym rzędu stu kilkudziesięciu decybeli i przeznaczony zwykle do pracy z zewnętrznym obwodem sprzężenia zwrotnego, który decyduje o głównych właściwościach całego układ.

Wzmacniacze operacyjne możemy podzielić na:

• Odwracające

• Nieodwracające

Wzmocnienie napięciowe – jeden z parametrów (oznaczany zazwyczaj K_u) charakteryzujących elektroniczne układy wzmacniające. Wzmocnienie napięciowe jest to stosunek napięcia wyjściowego do napięcia wejściowego układu, jest wielkością bezwymiarową, ale dla podkreślenia rodzaju współczynnika wyrażany jest w woltach na wolt [V/V]:

$$K_{u} = \ \frac{U_{\text{wy}}}{U_{\text{we}}}$$

Wzmacniacz operacyjny odwracający:

Wzór na wzmocnienie sygnału:

$$k_{u} = \ - \frac{R_{2}}{R_{1}}$$

Wzmacniacz operacyjny nieodwracający:

Wzór na wzmocnienie sygnału:

$$k_{u} = \ \frac{R_{2}}{R_{1}} + 1$$

Stanowisko pomiarowe wzmacniacza nieodwracającego.

Pomiary:

Dane:

R₁ = 100 kΩ

R₂ = 20 kΩ

U_we = -4 V ÷ 4 V

Wzmacniacz operacyjny nieodwracający

$$k_{u} = \ \frac{R_{2}}{R_{1}} + 1$$

Napięcie wejściowe Uwe [V]	Napięcie wyjściowe Uwy [V]
-4	-12,68
-3	-12,68
-2	-12,28
-1	-6,30
0	-0,328
1	5,65
2	11,62
3	13,50
4	13,50

Wzmacniacz operacyjny odwracający

$$k_{u} = \ - \frac{R_{2}}{R_{1}}$$

Napięcie wejściowe Uwe [V]	Napięcie wyjściowe Uwy [V]
-4	13,48
-3	13,48
-2	10,11
-1	5,14
0	0,181
1	-4,80
2	-9,78
3	-12,68
4	-12,68

Wykres porównawczy badanych wzmacniaczy operacyjnych

Wnioski

Naszym celem było zbadanie i porównanie wzmacniacza operacyjnego odwracającego oraz nieodwracającego. Ze wzorów wynika, iż wzmocnienie sygnału powinno być odpowiednio dla wzmacniacza odwracającego i nieodwracającego – 5 i 6. Jednak okazało się, iż wzmacniacz wzmacnia o tę wartość jedynie dla napięcia wejściowego w zakresie -2V ÷ 2V. Dla napięć z poza tego zakresu wzmacniacze nie wzmacniały sygnału poprawnie, możliwe iż było to spowodowane osiągnięciem maksymalnego napięcia wyjściowego dla wzmacniacza, które wynosi -12,68 V oraz 13,5 V.

W układzie był również rezystor R₃ jednak nie bierze on udziału w realizacji funkcji, ale zapewnia

zmniejszenie niekorzystnego wpływu prądów niezrównoważenia. Jego wartość

powinna w przybliżeniu być równa wartości rezystancji wynikającej

z równoległego połączenia R₁ i R₂.