Osoby: 1) Irzyk Mateusz 2) Trybucki Grzegorz 3) Urbanik Wacław 4) Woźniak Dawid 5) Żurawska Marta |
POLITECHNIKA RZESZOWSKA Katedra Elektrodynamiki i Układów Elektrodynamicznych Przedmiot: ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA Laboratorium |
---|---|
Temat ćwiczenia: Badanie wzmacniacza operacyjnego |
|
Rok: RD 2 | |
Rok akademicki: 2009/2010 |
Pomiary charakterystyk przejściowych i parametrów wzmacniacza operacyjnego w układzie odwracającym:
Schemat układu pomiarowego:
Wyznaczanie charakterystyki przejściowej wzmacniacza:
Z1 =2 | Z2 =3 | Z1 =3 | Z2 =5 |
---|---|---|---|
UWe1 | UWy | UWe1 | UWy |
[ V ] | [ V ] | [ V ] | [ V ] |
7 | -12,73 | -2,25 | 14,02 |
6,3 | -12,7 | -2 | 13,16 |
6 | -12,28 | -1,5 | 9,9 |
5,5 | -11,26 | -1 | 6,6 |
5 | -10,25 | -0,5 | 3,33 |
4 | -8,2 | 0 | 0 |
3 | -6,15 | 0,5 | -3,29 |
2 | -4,1 | 1 | -6,62 |
1 | -2,05 | 1,5 | -9,93 |
0 | 0 | 2 | -12,75 |
-1 | 2,06 | 2,5 | -12,78 |
-2 | 4,1 | ||
-3 | 6,15 | ||
-4 | 8,2 | ||
-5 | 10,25 | ||
-6 | 12,32 | ||
-6,8 | 13,95 |
Charakterystyki przejściowe:
Obliczenie wzmocnienia napięciowego wzmacniacza odwracającego:
$$k_{u} = - \frac{Z_{2}}{Z_{1}}$$
Z1 | 2 | 3 |
---|---|---|
Z2 | 3 | 5 |
ku | -1,5 | -6,667 |
$$k_{u} = - \frac{U_{\text{Wy}}}{U_{We1}}$$
Z1 | 2 | 3 |
---|---|---|
Z2 | 3 | 5 |
ku | -2,05 | -6,375 |
Pomiary charakterystyk przejściowych i parametrów wzmacniacza operacyjnego w układzie nieodwracającym:
Schemat układu pomiarowego:
Wyznaczanie charakterystyki przejściowej wzmacniacza:
Z1 =2 | Z2 =3 | Z1 =4 | Z2 =6 |
---|---|---|---|
UWe1 | UWy | UWe1 | UWy |
[ V ] | [ V ] | [ V ] | [ V ] |
4,6 | 13,97 | -1,3 | -12,77 |
4,5 | 13,72 | -1 | -10,92 |
4 | 12,16 | -0,5 | -5,54 |
3 | 9,13 | 0 | 0 |
2 | 6,11 | 0,5 | 5,55 |
1 | 3,05 | 1 | 11 |
0 | 0 | 1,3 | 14,04 |
-1 | -3,06 | ||
-2 | -6,11 | ||
-3 | -9,14 | ||
-4 | -12,2 | ||
-4,3 | -12,75 |
Charakterystyki przejściowe:
Obliczenie wzmocnienia napięciowego wzmacniacza nieodwracającego:
$$k_{u} = 1 + \frac{Z_{2}}{Z_{1}}$$
Z1 | 2 | 4 |
---|---|---|
Z2 | 3 | 6 |
ku | 2,5 | 11 |
$$k_{u} = \frac{U_{\text{Wy}}}{U_{We1}}$$
Z1 | 2 | 4 |
---|---|---|
Z2 | 3 | 6 |
ku | 3,055 | 11 |
Pomiary charakterystyk przejściowych i parametrów wzmacniacza w układzie nieodwracającym – wtórnik:
Układ pomiarowy taki sam jak dla pomiarów w punkcie 2.
Wyznaczanie charakterystyki przejściowej wzmacniacza w układzie wtórnika:
UWe1 | UWy |
---|---|
[ V ] | [ V ] |
11,5 | 11,5 |
11 | 11 |
6 | 6 |
1 | 1 |
0 | 0 |
-2 | -2 |
-5 | -5 |
-11 | -11 |
-11,5 | -11,5 |
$$k_{u} = \frac{U_{\text{Wy}}}{U_{We1}} = 1$$
Schemat układu pomiarowego dla wzmacniacza w układzie komparatora:
Wyznaczanie charakterystyki przejściowej komparatora bez histerezy:
Tabela pomiarowa:
UWe1 | UWy |
---|---|
[ V ] | [ V ] |
2,15 | -12,74 |
2,1 | -9,8 |
2,05 | -3,05 |
2 | 1 |
1,97 | 2,6 |
1,9 | 9,37 |
1,8 | 14,1 |
Charakterystyka:
Wyznaczanie charakterystyki przejściowej komparatora z histerezą:
R3 = 1 |
---|
- -> + |
UWe1 |
[ V ] |
5,6 |
5,62 |
R3 = 1 |
- -> + |
UWe1 |
[ V ] |
-6,71 |
Wnioski:
W trakcie wykonywania ćwiczenia badaliśmy wzmacniacz operacyjny w trzech konfiguracjach: jako wzmacniacz odwracający, nieodwracający oraz w układzie komparatora. Wyznaczyliśmy również pętlę histerezy dla dwóch różnych położeń pokrętła R3.
Wzmocnienie układów odwracających i nieodwracających fazę obliczone na podstawie pomiarów różni się nieznacznie od wyznaczonych podanymi wzorami. Wynika to z tego, że użyty przez nas wzmacniacz nie był wzmacniaczem idealnym.
Praca wzmacniacza jako komparator polega na porównaniu wartości napięć na dwóch wejściach wzmacniacza. Przełączenie następuje w przypadku, gdy na obu wejściach jest takie samo napięcie. Histerezę wprowadza rezystor podłączony pomiędzy nieodwracającym wejściem wzmacniacza i jego wyjściem.