Pracownia urządzeń mechatronicznych
Data:	Nr:	Temat: Badanie układów ze wzmacniaczem operacyjnym
Klasa:	Grupa: Nr	Zespół: Nr
Uczestnicy:	Ocena:

1. Cel ćwiczenia
Poznanie rodzajów wzmacniaczy operacyjnych, budowy sposobu działania. Obliczanie wzmocnienia.

2. Spis przyrządów
- Generator przebiegów
- Oscyloskop

- Blok z układami wzmacniaczy operacyjnych

3. Badanie wzmacniacza odwracającego
Badanie polega na wyznaczeniu wzmocnienia wzmacniacza na podstawie dołączonych elementów i porównaniu go ze wzmocnieniem rzeczywistym oraz na wyznaczeniu pasma przenoszenie.

3.1 Schemat pomiarowy

R1= 10kΩ R11=30kΩ R22=100kΩ

3.2 Ustawianie sygnału wyjściowego z generatora
Sygnał wyjściowy z generatora ustawiamy na poziomie 1V przy f=1kHz.. Czułość oscyloskopu = 500mV/dz. Na podstawie tego obliczyć ilość działek przypadającą na amplitudę sygnału. Ilość działek=1V/Czułość

3.3 Wyznaczenie wzmocnienia na podstawie dołączonych elementów.

3.3.1 Załączony S1

Ku= - R21/R1 = -30000/10000 = -3

3.3.2 Załączone S2

Ku = -R22/R1 = -100000/10000 = -10

3.4 Sprawdzenie obliczonego wzmocnienia
Na wejście wzmacniacza podać wygnał z generatora o amplitudzie 1V i f=1kHZ

3.4.1 Załączony S1
U_I = 1V; U_o= 6dz; czułość = 500mV/dz; U_o = 0,5*6= 3V; Ku= U_o /Ui =3/1 =3

3.4.2 Załączony S2

U_I = 1V; U_o= 5dz; czułość = 2v/dz; U_o= 2*5= 10V; Ku= U_o /Ui =10/1 =10

3.5 Wnioski

-Brak błędów pomiarowych

-Układ spełnia założenia teoretyczne

-Wartości teoretyczne są zgodne z obliczonymi

3.6 Wyznaczanie charakterystyki amplitudowej wzmacniacza
W tym celu należy na wejście wzmacniacza podłączyć generator, a na wyjście oscyloskop
Załączyć załącznik S1.
Ustawić amplitudę wyjściową równą 2V.
Regulując sygnał od kilku Hz do kilku MHz zmierzyć i wprowadzić do tabelki.

UI= 1V
LP	f	UO	Ku	Ku
		Hz;kHz	V	V/V	dB
1	10 Hz	4	4	12,04
2	32	4	4	12,04
3	74	4	4	12,04
4	170	4	4	12,04
5	256	4	4	12,04
6	313	4	4	12,04
7	558	4	4	12,04
8	850	4	4	12,04
9	18 kHz	4	4	12,04
10	25	3,6	3,6	11,12
11	53.9	3,2	3,2	10,10
12	113.6	2,8	2,8	8,94
13	215.6	2,4	2,4	7,6
14	340	2,0	2,0	6,02
15	445	1,6	1,6	4,08
16	655	1,2	1,2	1,58
17	1091	0,8	0,8	-1,9
18	2331	0,4	0,4	-7,9

Przykład obliczeniowy dla punktu 7

Ku=U_o /U_I

Ku= 4/1=4 [V/V]
Ku[dB] = 20log Ku = 20log 0,4= 20*-0,39 =-7,95 [dB]

Pasmo Przenoszenia: 10Hz - 113,6kHz

Przy bardzo dużych częstotliwościach wzmocnienie spada poniżej jedności. Pomimo ciągłego zmniejszania amplitudy sygnału o 0,4V częstotliwość nie wzrastała równomiernie

4. Badanie wzmacniacza nieodwracającego

4.1 Schemat pomiarowy

R1=10kΩ
R11=30kΩ
R12=100kΩ

4.2 Wyznaczanie wzmocnienia wzmacniacza na podstawie dołączonych elementów

4.2.1 Załączony S1
Ku = 1+R11/R1 = 1+30000/10000 = 4

4.2.2 Załączony S2
Ku = 1+R12/R1 = 1+100000/10000 = 11

4.3 Sprawdzanie obliczonego wzmocnienia
Na wejście wzmacniacza podać sygnał sinusoidalny o amplitudzie 1V i f = 1kHz

4.3.1 Załączony S1
U_I = 1V; U_o= 4dz; czułość = 1/dz; U_o= 1*4= 4V; Ku= U_o /Ui =4/1 =4

4.3.2 Załączony S2

U_I = 1V; U_o= 2,2; czułość = 5V/dz; U_o= 2,2*5= 11V; Ku= U_o /Ui =11/1 =11

4.4 Wnioski
-Brak błędów pomiarowych

-Układ spełnia założenia teoretyczne

-Wartości teoretyczne są zgodne z obliczonymi

5.Badanie wzmacniacza całkującego.

5.1 Schemat wzmacniacza całkującego

5.2 Przebieg ćwiczenia
Na wejście wzmacniacza podaje się sygnał prostokątny z generatora, a do wyjścia podłącza się oscyloskop. Załączając kolejno przyciski S1,S2,S3 obserwować przebieg wyjściowy dla różnych położeń wyłącznika. Określić wpływ pojemności na otrzymany przebieg. Zmniejszając częstotliwość z generatora zaobserwować zmiany sygnału wyjściowego i uzasadnić jego przebieg.

5.3 Wnioski

- Kondensator z mniejszą pojemnością ładuje i rozładowuje się szybciej.

- Przez zwiększanie częstotliwości, kondensator ma mniej czasu na naładowanie się przez co ładuje się w mniejszym stopniu

6. Badanie wzmacniacza różniczkującego

6.1 Schemat wzmacniacza.

6.2 Przebieg ćwiczenia

Na wejście wzmacniacza podaje się sygnał prostokątny z generatora, a do wyjścia podłącza się oscyloskop. Załączając kolejno przyciski S1,S2,S3 obserwować przebieg wyjściowy dla różnych położeń wyłącznika. Określić wpływ pojemności na otrzymany przebieg. Zmniejszając częstotliwość z generatora zaobserwować zmiany sygnału wyjściowego i uzasadnić jego przebieg.

6.3 Wnioski

- Kondensator z mniejszą pojemnością ładuje i rozładowuje się szybciej.

- Przez zwiększanie częstotliwości, kondensator ma mniej czasu na naładowanie się przez co nie zdąża się w pełni naładować.

7. Podsumowanie ćwiczenia

- Przebiegi uzyskiwane przez wzmacniacz operacyjny mogą mieć bardzo różne kształty.

-Wzmacniacze operacyjne to urządzenia o bardzo dużych możliwościach.

- Oferują korzystającym z nich możliwość uzyskania od bardzo małych po bardzo duże wzmocnienia.

---