Badanie wzmacniacza odwracającego
Pierwszym naszym zadaniem był pomiar charakterystyk częstotliwościowych oraz szybkości zmian napięcia wyjściowego wzmacniacza odwracającego. Pomiaru (wyznaczania charakterystyk) dokonywaliśmy dla dwóch różnych wartości wzmocnienia: Gu0=-10V/V oraz Gu0=-100V/V, w zakresie od 100Hz do 1Mhz. Na wejście podawaliśmy sygnał sinusoidalny o amplitudzie 40mV, a na wyjściu za pomocą oscyloskopu mierzyliśmy poziom sygnału oraz przesunięcie fazowe. Po przeanalizowaniu pomiarów i wykresów można stwierdzić że dla wzmacniacza napięciowego z wykorzystaniem WO zachodzi wymiana wzmocnienia na pasmo, czyli im mamy większe wzmocnienie tym mamy węższe pasmo przenoszenia. Pomierzone parametry robocze wzmacniacza są zbliżone z teoretycznymi. Ograniczenie wartości SR spowodowane jest czasem narastania i opadania sygnału na wyjściu, oraz wartością napięcia zasilającego WO. Różnica faz wzmacniacza napięciowego przekracza wartość 270 stopni ponieważ, wyjście odwracające odwraca sygnał w stosunku do sygnału wejściowego o 180 stopni.
Badanie filtrów aktywnych
Ta część ćwiczenia polegała że na oscyloskopie obserwowaliśmy amplitudowe charakterystyki częstotliwościowe dla układu dolno- oraz górnoprzepustowego dla różnych wartości współczynnika tłumienia. Dla filtru niedotłumionego następuje selektywne wzmocnienie sygnału, w niż dla filtru przetłumionego. W przypadku filtru pasmowo przepustowego selektywne wzmocnienie sygnalu następuje dla filtru z wyższą dobrocią układu.
Badanie układu całkującego i różniczkującego
Ostatnie ćwiczenie polegało na badaniu układu całkującego i różniczkowego, które były wymuszane różnymi sygnałami ( prostokątny, sinusoidalnym trójkątny).
Dla układu całkującego:
Pierwszym wymuszeniem był sygnał prostokątny. Po przejściu przez układ na oscyloskopie ukazał się sygnał trójkątny. Na wyjściu otrzymujemy sygnał na kondensatorze, który to się ładuję bądź rozładowuje w zależności od wymuszenia. Na wyjściu obserwowaliśmy sygnał trójkątny. gdyż stała czasowa, jest większa niż czas trwania impulsu. W związku z tym kondensator zdąży się naładować tylko do niewielkiej wartości napięcia, dlatego jego kształt jest zbliżony do przebiegu liniowego (ponieważ stanowi on część początkową narastania krzywej wykładniczej o dużej stałej czasowej). Dla dodatniej „połówki” sygnału prostokątnego kondensator się, a dla ujemnej rozładowywuje w tym samym układzie.
Całkując sygnał sinusoidalny na wyjściu otrzymamy sygnał sinus przesunięty w fazie o 90 stopni, a więc sygnał po przejściu przez układ powinien być cosinusem. W tym przypadku również sygnał wyjściowy jest to napięcie odkładające się na kondensatorze. Dla dodatnich połówek sygnału sinusoidy kondensator ładuje się, a dla ujemnych rozładowywuje w tym samym układzie, jednakże sygnał wymuszający ma inny kształt niż poprzednio, wobec czego na wyjściu również obserwujemy inne przebiegi. Dokonując analizy wykresów i działania układu całkującego możemy łatwo stwierdzić że pomiary są poprawne, ponieważ zgadzają się z punktu matematycznego.
Po wymuszeniu sygnałem trójkątnym otrzymujemy sygnał zbliżony do sinusa, jednakże nie jest to sinus, lecz są to fragmenty paraboli. Sygnał trójkątny możemy zapisać jako funkcje liniową: dla narastającego zbocza y=ax+b, dla opadającego y=-ax+b. Ponieważ całka z funkcji y=x wynosi x^2/2 więc w odpowiedzi otrzymamy właśnie takie parabole.
Dla układu różniczkującego:
.
Po podaniu na wejście sygnału prostokątnego na wyjściu otrzymujemy odpowiedź w postaci ciągu szpilek. Spowodowane jest to tym, że w momencie pojawienia się sygnału na wejściu kondensator ładuje się do wartości maksymalnej a następnie będzie się rozładowywał. Prędkość rozładowywania wynika ze stałej czasowej układu i jest tym mniejsza im większa jest stała czasowa.
Różniczkując sygnał sinusoidalny otrzymujemy sygnał sinusoidalny przesunięty w fazie o -270 stopni, a więc jest to sygnał cosinusoidalny co potwierdza wiedza zdobyta na matematyce.
Podając na wejście układu sygnał trójkątny na wyjściu otrzymujemy zniekształcony sygnał prostokątny. Po pojawieniu się rosnącego zbocza sygnału trójkątnego kondensator szybko ładuję się, a później utrzymuje stałą wartość napięcia, aż do zmiany kierunku napięcia trójkątnego, kiedy to kondensator się rozładowuje.