Politechnika Wrocławska Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych	Skład grupy: Jarosław Jasiński Piotr Marteliński	Wydział: elektryczny Rok: 2 Pon. Godz.11:15 Grupa: 3 Rok akad. : 2013/2014
Laboratorium Podstaw Elektroniki
Data ćw. : 02.12.2013 Nr ćwiczenia : 8	Temat: WZMACNIACZ RÓŻNICOWY NA WZMACNIACZU OPERACYJNYM	Ocena: Podpis:

1. Cel ćwiczenia:

Poznanie prostego wzmacniacza różnicowego na wzmacniaczu operacyjnym oraz metod jego badania, wielkości opisowe i analiza układu, optymalizacja parametrów, układy i zakresy badania, analiza wyników i sposobów ich prezentacji.

1. Spis przyrządów:

• Makieta wzmacniacza operacyjnego

• Multimetr METEX MXD-4660A

• Zasilacz ZSM-1/97 i ZNM-2/97

1. Wyniki pomiarów:

8.3.1							8.3.2
	przed symetryzacją						po symetryzacji
Lp	Uic	Uo	k ucf	CMRR f	CMRR f		Lp	Uic	Uo	k ucf	CMRR f	CMRR f
	[V]	[mV]	[mV/V]	[-]	[dB]			[V]	[mV]	[mV/V]	[-]	[dB]
1	0 (zwora)	-0,11	12,162	822,23	58,30		1	0 (zwora)	-0,11	-1,012	9881,42	79,90
2	8,885	107,95					2	8,885	-9,1

R2 =69 kΩ

8.3.4
Rg=0Ω
U typ [V]	-10	-8	-6	-4	-2	2	4	6	8	10
Ui [V]	-10,06	-8,05	-6,08	-4,07	-2,02	2,02	4,08	6,03	8,04	10,03
Uo [mV]	8,65	7,25	5,60	3,82	1,92	-1,91	-3,79	-5,49	-7,07	-8,39
Rg=820Ω
U typ [V]	-10	-8	-6	-4	-2	2	4	6	8	10
Ui [V]	-10,09	-8,05	-6,04	-4,02	-2,01	2,08	4,06	6,04	8,05	10,07
Uo [mV]	-0,9834	-0,7847	-0,5889	-0,3918	-195,98m	0,2021	0,3954	0,5883	0,7844	0,9815

8.3.5
Rg=0Ω
U typ [V]	-1,8	-1,5	-1,2	-0,9	-0,6	-0,3	0,3	0,6	0,9	1,2	1,5	1,8
Ui [V]	-1,780	-1,514	-1,227	-0,909	-0,603	-0,308	0,303	0,608	0,907	1,208	1,501	1,806
Uo [mV]	-12,526	-12,527	-12,370	-9,157	-6,088	-3,106	3,057	6,130	9,134	12,180	13,876	13,875
Rg=820Ω
U typ [V]	-1,8	-1,5	-1,2	-0,9	-0,6	-0,3	0,3	0,6	0,9	1,2	1,5	1,8
Ui [V]	-1,802	-1,509	-1,201	-0,903	-0,605	-0,301	0,304	0,604	0,906	1,207	1,504	1,802
Uo [mV]	-12,527	-12,529	-10,864	-8,164	-5,470	-2,723	2,750	5,464	8,193	10,923	13,598	13,876

8.3.6
Rd+ = 0Ω	Rd- = 0Ω
Uo = 1,9068 V	Uo = -1,9106 V
Rd+ = 12 kΩ	Rd- = 1,5kΩ
Uo = 1,7180 V	Uo = -1,5151 V

1. Przykładowe Obliczenia:

$$k_{\text{ucf}} = \frac{\left( U_{o2} - U_{o1} \right)}{\left( U_{ic2} - U_{ic1} \right)} = \frac{\left( 107,95\ mV - ( - 0,11\ mV) \right)}{\left( 8,885\ V - 0\ V \right)} = \frac{108,06\ mV}{8,885\ V} = 12,162\left\lbrack \frac{\text{mV}}{V} \right\rbrack$$

$$Przy\ zal.\ \ k_{\text{udf}} = 10\ \frac{V}{V}\text{\ \ \ }\text{CMRR}_{f} = \left| \frac{k_{\text{udf}}}{k_{\text{ucf}}} \right| = \left| \frac{10*1000\ \frac{\text{mV}}{V}}{12,168\ \frac{\text{mV}}{V}} \right| = 822,23\ $$

$$\text{CMRR}_{f} = 20\log\text{CMRR}_{f} = 20\log{\left| \frac{k_{\text{udf}}}{k_{\text{ucf}}} \right| = 20\log{822,23}} = 58,30\ \left\lbrack \text{dB} \right\rbrack$$

$Rg = 0\mathrm{\Omega}\ ;\ \left| k_{\text{uc\ }} \right| = \left| \frac{U_{\text{oc}}}{U_{\text{ic}}} \right| = \left| \frac{3,82\ mV}{- 4,07\ V} \right| = 0,94\left\lbrack \frac{\text{mV}}{V} \right\rbrack$, $Rg = 820\mathrm{\Omega}\ ;\ \left| k_{\text{uc\ }} \right| = \left| \frac{U_{\text{oc}}}{U_{\text{ic}}} \right| = \left| \frac{- 0,3918\ mV}{- 4,02\ V} \right| = 0,097\left\lbrack \frac{\text{mV}}{V} \right\rbrack$ ,

$Rg = 0\mathrm{\Omega}\ ;\ \left| k_{\text{ud\ }} \right| = \left| \frac{U_{\text{od}}}{U_{\text{id}}} \right| = \left| \frac{- 6,088\ mV}{- 0,603\ V} \right| = 10\left\lbrack \frac{\text{mV}}{V} \right\rbrack$, $Rg = 820\mathrm{\Omega}\ ;\ \left| k_{\text{ud\ }} \right| = \left| \frac{U_{\text{od}}}{U_{\text{id}}} \right| = \left| \frac{- 5,470\ mV}{- 0,605\ V} \right| = 9,0\left\lbrack \frac{\text{mV}}{V} \right\rbrack$

$r_{\text{kuc}} = 100\% - \frac{0,097\frac{\text{mV}}{V}*100\ \%}{0,94\frac{\text{mV}}{V}} = 100\% - 10\% = 90\ \left\lbrack \% \right\rbrack$ , $\text{\ \ \ }r_{\text{kud}} = 100\% - \frac{9,0\ \frac{\text{mV}}{V}*100\ \%}{10\frac{\text{mV}}{V}} = 100\% - 90\% = 10\ \left\lbrack \% \right\rbrack$

$R_{\text{i\ WR}} = \frac{U_{o2}*R_{d}}{U_{o1} - U_{o2}}$ ; $R_{i\ +} = \frac{1,7180\ V*12\ 000\ \mathrm{\Omega}}{1,9068\ V - 1,7180\ V} = \frac{20616}{0,1888} = 110\ 000\ \left\lbrack \mathrm{\Omega} \right\rbrack$ ; $R_{i -} = \frac{- 1,5151\text{\ V}*1\ 500\ \mathrm{\Omega}}{- 1,9106\text{\ V} - \left( - 1,5151\ \right)V}\text{\ V} = \frac{- 2272,65}{- 0,3955} = 5\ 700\ \left\lbrack \mathrm{\Omega} \right\rbrack$

1. Wykresy:

Wykres nr 1 – k uc dla Rg = 0 Ω

Wykres nr 2 – k uc dla Rg = 820 Ω

Wykres nr 3 – k ud dla Rg = 0 Ω

Wykres nr 4 – k ud dla Rg = 820 Ω

1. Wnioski:

Podczas przeprowadzenia badania wzmacniacza różnicowego widać, że teoretyczne obliczenia są nieco lepszymi parametrami od faktycznych parametrów jakie posiada ten wzmacniacz. Podczas podłączania układu należało symetryzować układ, ponieważ przy pierwotnym układzie tłumienie CMRR było mniejsze od wymaganych minimum 72 [dB], dlatego należało symetryzować układ poprzez zmianę R2. Transmitancje dla sygnału różnicowego wyszły praktycznie takie same, natomiast transmitancja dla sygnału wspólnego jest mniejsza około 2,5 raza. Obliczone moduły transmitancji dla sygnału wspólnego bez obciążenia źródła i z obciążeniem źródła różnią się o 90% , natomiast moduły transmitancji dla sygnału różnicowego różnią się zaledwie o 10% . Można zauważyć, że transmitancja dla sygnału wspólnego przy zerowym obciążeniu generatora jest dodatnia, natomiast przy obciążonym źródle przechodzi na ujemną – przedstawiono odpowiednio na wykresach nr 1 i 2.

Zestawienie wyników
	kud [mV/V]	kuc [mV/V]	Ri+ [kΩ]
Obliczenia teoretyczne	10	2,5	110
Obliczenia praktyczne	10	0,94	110