POLITECHNIKA WROCŁAWSKA FILIA JELENIA GÓRA |
Skład grupy: Zawada Sławomir Kaniewski Krzysztof Dymiński Rafał
|
Wydział Elektryczny Rok: III Grupa: Rok Akademicki : 1999/2000 |
||
Laboratorium podstaw elektroniki.
|
||||
Data ćwiczenia: 06.12.1999 |
Temat: Wzmacniacz różnicowy i nieliniowy na WO typu μA741 (UL7741) . |
Ocena: |
||
Nr ćw. T5 A i B |
|
|
1. Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia było zapoznanie się z zasadą działania oraz zbadanie wzmacniacza różnicowego i nieliniowych ( logarytmujących ).
2. Schematy pomiarowe.
2.1 Wzmacniacz różnicowy
2.2 Wzmacniacz logarytmujący
3. Tabele pomiarowe.
3.1 Tabele dla wzmacniacza różnicowego
a) symetryzacja układu
Lp. |
ΔUi |
ΔUo |
R1 |
R2 |
R3 |
R4 |
|
V |
mV |
kΩ |
kΩ |
kΩ |
kΩ |
1 |
0 |
+5,5 |
10 |
100 |
1,2 |
12 |
|
+5 |
-83 |
|
|
|
|
2 |
0 |
+5,45 |
10,18 |
100 |
1,2 |
12 |
|
+5 |
0,76 |
|
|
|
|
b) Wyznaczanie charakterystyki Uo = f (Ui r)
Lp. |
Ui r |
Uo |
ku r |
ku r śr |
|
V |
V |
V/V |
V/V |
1 |
-1,690 |
-11,992 |
stan nasycenia |
|
2 |
-1,467 |
-11,992 |
|
|
3 |
-1,230 |
-11,939 |
0,226 |
9,744 |
4 |
-1,016 |
-10,059 |
8,664 |
|
5 |
-0,811 |
-8,029 |
9,902 |
|
6 |
-0,607 |
-6,009 |
9,902 |
|
7 |
-0,405 |
-4,007 |
9,911 |
|
8 |
-0,204 |
-2,019 |
9,891 |
|
9 |
-0,020 |
-0,208 |
9,842 |
|
10 |
0,022 |
0,222 |
10,238 |
|
11 |
0,200 |
1,995 |
9,961 |
|
12 |
0,407 |
4,053 |
9,942 |
|
13 |
0,604 |
6,000 |
9,883 |
|
14 |
0,807 |
8,025 |
9,975 |
|
15 |
1,007 |
10,004 |
9,895 |
|
16 |
1,217 |
12,080 |
9,886 |
|
17 |
1,400 |
13,640 |
stan nasycenia |
|
18 |
1,673 |
13,640 |
|
c) Wyznaczanie charakterystyki Uo = f (Ui w)
Lp. |
Ui w |
Uo |
ku w |
ku w śr |
|
V |
mV |
V/V |
V/V |
1 |
-8 |
-3,79 |
- |
0,00116 |
2 |
-6 |
-1,71 |
0,00104 |
|
3 |
-4 |
0,61 |
0,00116 |
|
4 |
-2 |
3,02 |
0,00121 |
|
5 |
-1 |
4,24 |
0,00122 |
|
6 |
0 |
5,54 |
0,00130 |
|
7 |
1 |
6,80 |
0,00126 |
|
8 |
2 |
7,99 |
0,00119 |
|
9 |
4 |
10,27 |
0,00114 |
|
10 |
6 |
12,36 |
0,00105 |
|
11 |
8 |
14,41 |
0,00103 |
|
3.2 Tabela dla wzmacniacza logarytmującego
a) sprawdzenie Uo przy Ui = 0
Ui |
Uo |
V |
V |
0 |
0,1088 |
b) Wyznaczanie charakterystyki przejściowej
Lp. |
Ui |
Uo |
a |
a śr |
b |
b śr |
|
V |
V |
V |
V |
1/V |
1/V |
1 |
0,000 |
0,1088 |
- |
-0,09321
|
- |
88142
|
2 |
-0,041 |
0,3776 |
- |
|
- |
|
3 |
-0,081 |
0,4090 |
-0,44363 |
|
87733 |
|
4 |
-0,200 |
0,4497 |
-0,19390 |
|
108706 |
|
5 |
-0,409 |
0,4810 |
-0,09893 |
|
145489 |
|
6 |
-0,805 |
0,5110 |
-0,05402 |
|
126835 |
|
7 |
-2,000 |
0,5519 |
-0,02382 |
|
107700 |
|
8 |
-4,000 |
0,5834 |
-0,01274 |
|
94017 |
|
9 |
-8,000 |
0,6156 |
-0,00689 |
|
71122 |
|
10 |
-20,000 |
0,6606 |
-0,00316 |
|
34732 |
|
11 |
-39,800 |
0,6963 |
-0,00180 |
|
16944 |
|
1 |
0,041 |
-0,3872 |
- |
-0,08865
|
- |
145079
|
2 |
0,083 |
-0,4180 |
-0,41758 |
|
172891 |
|
3 |
0,200 |
-0,4550 |
-0,18310 |
|
248855 |
|
4 |
0,403 |
-0,4848 |
-0,09775 |
|
221198 |
|
5 |
0,800 |
-0,5140 |
-0,05227 |
|
218143 |
|
6 |
2,000 |
-0,5541 |
-0,02315 |
|
157648 |
|
7 |
4,000 |
-0,5848 |
-0,01237 |
|
135587 |
|
8 |
8,000 |
-0,6165 |
-0,00676 |
|
89398 |
|
9 |
20,000 |
-0,6607 |
-0,00309 |
|
44398 |
|
10 |
39,800 |
-0,6963 |
-0,00179 |
|
17595 |
|
4. Wzory i przykłady obliczeń.
4.1 Obliczenia dla wzmacniacza różnicowego
a) wyznaczenie kuw i kur po symetryzacji (dla pomiaru 4)
b) wyznaczanie współczynnika tłumienia sygnału wspólnego (CMRR)
4.2 Obliczenia dla wzmacniacza logarytmującego
a) wyznaczanie stałych a i b
b)wyznaczanie M. i IS użytych diod :
- dla Ui- spolaryzowanego dodatnio
a = - MϕT ⇒
⇒
dla R = 10 kΩ
- dla Ui- spolaryzowane ujemnie M. = 3,4 ; IS = 1,13 nA
5. Charakterystyki
5.1 Charakterystyka Uo = f(Ui r)
5.2 Charakterystyka Uo = f(Ui w)
5.3 Charakterystyki półlogarytmiczne wzmacniacza logarytmującego
a) charakterystyka pracy układu w drugiej ćwiartce układu współrzędnych
b) charakterystyka pracy układu w czwartej ćwiartce układu współrzędnych
6. Wnioski :
Wzmacniacz różnicowy jest wzmacniaczem z dwoma wyjściami, w których napięcie wyjściowe jest proporcjonalne do różnicy napięć wejściowych, więc podstawowa zalet jego to właśnie zdolność wzmacniania różnicy sygnałów przychodzących na jego wejście.
Badając jednostopniowy wzmacniacz różnicowy można zauważyć , że jego CMRR zależy od wzmocnienia ku r i ku w czyli również od wartości rezystancji wejścia i wyjścia. Współczynnik tłumienia sygnału wspólnego (CMRR[dB] ) wyniósł 78,5 dB. Dla idealnego wzmacniacza dąży on do nieskończoności, zaś w praktyce ma wartość 80 - 100 dB. Ponieważ czym CMRR jest większy tym lepszy to nasz wzmacniacz wypadł nie najlepiej.
Jest to współczynnik, którego wartość w dużym stopniu decyduje o jakości wzmacniacza (jest miarą zdolności tłumienia sygnałów zakłóceniowych).
W ćwiczeniu przeprowadziliśmy symetryzację układu tak aby ΔU0 było mniejsze od 15mV. Warunek był możliwy do spełnienia przy wartościach rezystancji R1 innej niż założonej w projekcie (10180Ω). Uzyskaliśmy wtedy, przy ΔUiw = +5V wartość ΔU0 = 0,76mV≤ 15 mV.
Przy badaniu wzmacniacza logarytmicznego , rzeczą charakterystyczną było pojawienie się przy Ui = 0 napięcia Uo. Wyniosło ono 0,1088V. Napięcie to odkłada się na diodzie. Zjawisko to można zaobserwować na charakterystyce U0 = f(Ui).
Jak widać z obliczeń współczynnik emisyjności złącza (M) ma zbyt dużą wartość, gdyż powinna mieścić się ona w przedziale (0,6) 1 - 2. Spowodowane to może być, tym że obliczony on został z uwzględnieniem szerokiego zakresu napięcia.
Wyliczone średnie wartości stałych transmitancji „a” i „b” różnią się od wyznaczonych w projekcie, gdyż tam liczone były przy jednej określonej wartości M oraz Is .
-
+