INSTYTUT TELEKOMUNIKACJI I AKUSTYKI

POLITECHNIKI WROCŁAWSKIEJ

Ćwiczenie numer 10

WZMACNIACZ OPERACYJNY

Ćwiczenie wykonali : Bartosz Balicki i Jacek Augustyniak

WROCŁAW 6.11.1997

Czwartek godzina 7³⁰

Bartosz Balicki , Jacek Augustyniak

WZMACNIACZ OPERACYJNY

1. Cel ćwiczenia :

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawami analogowej , elektronicznej techniki obliczeniowej . Na przykładach układów sumatora , integratora i układu różniczkującego .

2. Sumator odwracający .

1. Schemat pomiarowy:

2.2. Wyniki:

Rezystancje wewnętrzne generatorów:

R_{G sinus} = 600 [ Ω ] ; R_{G prostokąt} = 75 [ Ω ]

2.2.1. Pomiary

R_1N=2 [ kΩ ] ; R_2N = 1 [ kΩ ] ; R_S = 20 [ kΩ ]

Oscylogramy dołączone do sprawozdania . Wyraźnie widać sumowanie dwóch przebiegów

2.2.Pomiar ( 1 ) : R_1N = 2kΩ R_2N = 2kΩ zmieniamy R_S

RS [Ω]	3000	22000	33000
Umsin [V]	0,3	2	4
Umpro [V]	0,3	2	4

Jak wynika z pomiarów , ze wzrostem wartości rezystancji R_S wartość amplitudy sygnału rośnie .

2.4. Pomiar ( 2 ) : R_2N = 500 Ω i R_S = 20kΩ zmieniamy R_1N

Przy zmianach rezystancji R_1N obserwujemy następujące zmiany:

R1N [ Ω ]	1000	2000	10000
Umsin [ V ]	2	2	2
Umpro [ V ]	4	2	1

Z tabeli wynika:

- R_1N - maleje - rośnie amplituda sygnału prostokątnego

- R_1N - rośnie - maleje amplituda sygnału prostokątnego

- amplituda sinusa jest stała

co wynika bezpośrednio z układu

2.5. Pomiar ( 3 ) : R_1N = 2kΩ i R_S = 20kΩ zmieniamy R_2N

Przy zmianach rezystancji R_2N obserwujemy następujące zmiany:

R2N [ Ω ]	500	1000	10000
Umsin [ V ]	4	2	0,5
Umpro [ V ]	2	2	2

Z tabeli wynika:

- R_2N - maleje - rośnie amplituda sygnału sinus

- R_2N - rośnie - maleje amplituda sygnału sinus

• amplituda prostokąta jest stała.

Wykresy zmian U_sinus pod wpływem zmian poszczególnych rezystancji :

Wykresy zmian Uprostokąta pod wpływem zmian poszczególnych rezystancji:

Z przeprowadzonych obserwacji wynika, że wzrost rezystancji Rs spowoduje zwiększenie wzmocnienia układu, czyli obserwujemy wzrost amplitudy zarówno sygnału sinusoidalnego jak i prostokątnego.

Natomiast wzrost rezystancji R1N i R2N powoduje zmniejszenie amplitud odpowiednich sygnałów dołączonych do danych wejść. Ponieważ jest to układ odwracający sygnał na wyjściu ma przeciwną fazę niż sygnał wejściowy.

Podczas pomiarów otrzymywaliśmy na oscyloskopie obraz wyraźnie zsumowanych przebiegów gdy wartości te przeliczymy teoretycznie wyniki będą się niestety nieznacznie różnić.

3. Pomiary integratora.

3.1. Schemat pomiarowy:

Przykłady przebiegów w skali 1:1

[ V ]

1

0.8

0,6

0,4

0,2

0

R_s - 510k 510k 510k 510k 510k 1M 510k 510k

C3N - 2n7 2n7 2n7 2n7 2n7 2n7 1n 10n

R7N - 20k 20k 20k 51k 10k 20k 20k 20k

R1N - 3k 2k 10k 2k 2k 2k 2k 2k

Dane z oscylogramów zebrałem w tabelach :

3.2. Badamy wpływ R_S .

RS [ kΩ ]	100	510	1000
UTrój. [ V ]	0,4	0,6	0,6

Dla R_S = 10 [ kΩ ] otrzymujemy zniekształcony sygnał.

3.3. Badamy wpływ R_1N .

R1N [ kΩ ]	2	3	10
UTrój. [ V ]	1	0,6	0,2

3.4. Badamy wpływ R_7N .

R7N [ kΩ ]	10	20	51
UTrój. [ V ]	0,4	0,6	0,5

3.5. Badamy wpływ C_3N .

C3N [ nF ]	1	2,7	10
UTrój. [ V ]	1	0,6	0,1

Teoretyczna odpowiedz na pobudzenie sygnałem prostokątnym powinna mieć przebieg idealnie trójkątny . Teoretycznie w układzie całkującym zmiana rezystancji R_7N powoduje zmianę szerokości pasma całkowania. Zmiany wartości elementów nie powodują większych zmian , lecz tylko w pewnych granicach . Przekroczenie tych wartości powoduje zakrzywienie teoretycznego sygnału trójkątnego .

Ze zmianą częstotliwości sygnału wejściowego zmieniała się także amplituda napięcia wyjściowego (wzrost częstotliwości powodował zmniejszenie amplitudy co wywołane jest zmniejszeniem czasu ładowania kondensatora).

Badania częstotliwości granicznych dały nam błędne wyniki .

4.Układ różniczkujący:

4.1. Układ pomiarowy :

R_7N

R_S

C_2N R_6N

-15 [ V ]

^--

R_1N +

51 [ Ω ]

+15 [ V ] U₀

E₀

Ze względu na brak czasu nie udało nam się zaobserwować dokładnie wpływu poszczególnych elementów na kształt sygnału zróżniczkowanego.

Układ różniczkujący powinien po dobraniu odpowiednich wartości elementów wchodzących w skład układu generować na wyjściu po podaniu na wejście sygnału prostokątnego impulsy ( OSCYLOGRAMY ).

Przy różnym doborze wartości elementów układu obserwujemy różne wartości amplitud poszczególnych „ szpilek ” . Przy zmianie częstotliwości sygnału wejściowego w sygnale wyjściowym powinna zmieniać się jedynie częstotliwość, a nie amplituda. Pomiary w dużej części pokrywają się z założeniami teoretycznymi.

---