Podstawy elektrotechniki i elektroniki

Ćwiczenie nr 6: Wzmacniacz operacyjny

Grupa: RD2L1

Łukasz Hulak

Rafał Jakieła

Łukasz Gmyrek

Marek Głuchowski

Mateusz Antas

Przebieg ćwiczenia:

1.Pomiary charakterystyk przejściowych i parametrów wzmacniacza

operacyjnego w układzie odwracającym

Schemat pomiarowy:

Tabela z wynikami i obliczeniami:

Z1=10kΩ	Z2=20kΩ		Z2=10kΩ
Uwe	Uwy	kU	Uwy	kU
-12	14,41	1,200833	12,05	1,004167
-11	14,41	1,31	11,09	1,008182
-10	14,41	1,441	10,11	1,011
-9	14,41	1,601111	9,12	1,013333
-8	14,41	1,80125	8,05	1,00625
-7	14,34	2,048571	7,06	1,008571
-6	12,32	2,053333	6,04	1,006667
-5	10,23	2,046	5,09	1,018
-4	8,18	2,045	4,05	1,0125
-3	6,15	2,05	3,07	1,023333
-2	4,11	2,055	2,06	1,03
-1	2,05	2,05	1,05	1,05
0	0	0	0	0
1	-2,05	2,05	-1,04	1,04
2	-4,12	2,06	-2,03	1,015
3	-6,17	2,056667	-3,08	1,026667
4	-8,21	2,0525	-4,08	1,02
5	-10,26	2,052	-5,08	1,016
6	-12,3	2,05	-6,06	1,01
7	-13,2	1,885714	-7,12	1,017143
8	-13,2	1,65	-8,03	1,00375
9	-13,2	1,466667	-9,1	1,011111
10	-13,2	1,32	-10,06	1,006
11	-13,2	1,2	-11,14	1,012727
12	-13,2	1,1	-12,12	1,01

Teorytyczne wzmocnienie obliczone z wartości elementów:

Wzmocnienie wyliczone z pomiarów (wyniki w tabeli):

Wykresy pomiarowe:

Uwy=f(Uwe)

ku=f(Uwe)

2.Pomiary charakterystyk przejściowych i parametrów wzmacniacza

operacyjnego w układzie nieodwracającym

Schemat pomiarowy:

Tabela z pomiarami i wynikami:

Z1=10kΩ	Z2=20kΩ		Z1=10kΩ	Z2=100kΩ
Uwe	Uwy	kU	Uwe	Uwy	kU
-12	-13,19	1,099167	-12	-13,17	1,0975
-4,5	-13,19	2,931111	-1,2	-13,17	10,975
-4	-12,21	3,0525	-1,1	-12,17	11,06364
-3,5	-10,67	3,048571	-1	-11,12	11,12
-3	-9,17	3,056667	-0,9	-10,02	11,13333
-2,5	-7,64	3,056	-0,8	-8,84	11,05
-2	-6,1	3,05	-0,7	-7,77	11,1
-1,5	-4,6	3,066667	-0,6	-6,68	11,13333
-1	-3,04	3,04	-0,5	-5,5	11
-0,5	-1,53	3,06	-0,4	-4,45	11,125
0	0	0	-0,3	-3,41	11,36667
0,5	1,54	3,08	-0,2	-2,3	11,5
1	3,06	3,06	-0,1	-1,14	11,4
1,5	4,6	3,066667	0	0	0
2	6,13	3,065	0,1	1,12	11,2
2,5	7,65	3,06	0,2	2,27	11,35
3	9,17	3,056667	0,3	3,33	11,1
3,5	10,67	3,048571	0,4	4,5	11,25
4	12,21	3,0525	0,5	5,58	11,16
4,5	13,74	3,053333	0,6	6,67	11,11667
12	13,74	1,145	0,7	7,8	11,14286
			0,8	8,87	11,0875
			0,9	10,07	11,18889
			1	11,18	11,18
			1,1	12,22	11,10909
			1,2	13,25	11,04167
			12	13,25	1,104167

Wzmocnienie obliczone z wartości elementów:

Wzmocnienie obliczone z wyników pomiaru (w tabeli):

Wykresy:

Uwy=f(Uwe)

ku=f(Uwe)

3. Pomiary charakterystyk przejściowych i parametrów wzmacniacza w

układzie nieodwracającym - wtórnik

Schemat pomiarowy jak w punkcie 2. Z1, R3, RL w pozycji ∞.

Tabela pomiarowa:

Uwe	Uwy	kU
-12	-12	1
-11	-11	1
-10	-10	1
-9	-9	1
-8	-8	1
-7	-7	1
-6	-6	1
-5	-5	1
-4	-4	1
-3	-3	1
-2	-2	1
-1	-1	1
0	0	0
1	1	1
2	2	1
3	3	1
4	4	1
5	5	1
6	6	1
7	7	1
8	8	1
9	9	1
10	10	1
11	11	1
12	12	1

Wykresy:

Uwy=f(Uwe)

ku=f(Uwe)

4.Komparator

4.1 Wyznaczenie charakterystyki przejściowej komparatora bez histerezy

Układ pomiarowy:

Z2, R3, RL w pozycji ∞.

Tabela pomiarowa:

Uwe	Uwy
12	-13,2
2	-13,2
1,95	-13,18
1,9	10,93
1,85	-4,95
1,8	-0,33
1,75	4,4
1,7	9,85
1,65	14,51
1,6	14,51
-12	14,51

Wykresy:

Uwy=f(Uwe)

4.2 Wyznaczanie charakterystyki przejściowej komparatora z histerezą

Układ pomiarowy jak w punkcie 4.1. R3 w położeniu 1.

Tabela pomiarowa:

Uwe	Uwy	Uwe	Uwy
-12	14,43	12	-13,19
6,8	14,43	-4	-13,19
6,84	-13,19	-4,13	14,43
12	-13,19	-12	14,43

Wykres pomiarowy:

Uwy=f(Uwe)

Wnioski:

- dla wzmacniacza odwracającego i nieodwracającego wzmocnienie obliczone i zmierzone prawie się pokrywają, czyli układ działał poprawnie zgodnie z przewidywaniami. Maksymalne napięcie na wyjściu jest ograniczone napięciem zasilania.

- wzmacniacz odwracający jak sama nazwa wskazuje zmienia polaryzację napięcia na wyjściu względem wejściowego. Nieodwracający wzmacnia bez zmiany znaku.

- wtórnik zgodnie z przewidywaniami przenosił napięcie z wejścia na wyjście. Napięcie na wyjściu również jest ograniczone napięciem zasilania. Stosuje się go ze względu na dużą rezystancję wejściową i małą wyjściową do separacji odbiornika od nadajnika.

- Komparator porównuje napięcie na wejściu układu z napięciem odniesienia i zależnie od jego wartości zmienia stan na wyjściu układu. W komparatorze bez histerezy przełączeni następuje przy tym samym napięciu wejściowym niezależnie czy przełączenie następuje przy wzroście napięcia czy spadku. W komparatorze z histerezą przełączenie następuje przy różnych wartościach napięcia wejściowego zależnie czy napięcie rosło czy spadało. Tak zachowywał się badany komparator czyli działał poprawnie.

---