Politechnika Lubelska		Laboratorium Elektroniki
w Lublinie		Ćwiczenie Nr 7
Skład grupy:	Semestr		Grupa	Rok akad.	Ocena
Temat: Badanie scalonego wzmacniacza prądu stałego				Data wykonania	Podpis

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było poznanie i zbadanie (charakterystyka dynamiczna i częstotliwościowa) wzmacniacza operacyjnego MAA 501.

2. Wyznaczenie charakterystyki dynamicznej wzmacniacza:

1. układa pomiarowy:

2. tabelki pomiarowe:

Tabela 1 Otwarta pętla ujemnego sprzężenia zwrotnego, P2 wciśnięty

Polaryzacja nap. wejściowego dodatnia				Polaryzacja nap. wejściowego ujemna
Lp	Us	Uwy	Uwe	Lp.	Us	Uwy	Uwe
	mV	V	V		mV	V	V
1	0	0	0	1	0	0	0
2	0,500	3,5	0,5	2	-0,500	-4,25	-0,5
3	0,999	7,5	1	3	-0,999	-8,5	-1
4	1,499	11	1,5	4	-1,499	-12,75	-1,5
5	1,998	12,5	2	5	-1,998	-13,75	-2
6	2,498	12,5	2,5	6	-2,498	-13,75	-2,5
7	2,997	12,5	3	7	-2,997	-13,75	-3
8	3,497	12,5	3,5	8	-3,497	-13,75	-3,5
9	3,996	12,5	4	9	-3,996	-13,75	-4
10	4,496	12,5	4,5	10	-4,496	-13,75	-4,5
11	4,995	12,5	5	11	-4,995	-13,75	-5
12	5,495	12,5	5,5	12	-5,495	-13,75	-5,5
13	5,994	12,5	6	13	-5,994	-13,75	-6
14	6,494	12,5	6,5	14	-6,494	-13,75	-6,5
15	6,993	12,5	7	15	-6,993	-13,75	-7

Tabela 2 Zamknięta pętla ujemnego sprzężenia zwrotnego, P2 wciśnięty

Polaryzacja nap. wejściowego dodatnia				Polaryzacja nap. wejściowego ujemna
Lp	Us	Uwy	Uwe	Lp.	Us	Uwy	Uwe
	mV	V	V		mV	V	V
1	0	0	0	1	0	0	0
2	0,500	-0,5	0,5	2	-0,500	0,5	0,5
3	0,999	-0,75	1	3	-0,999	1	1
4	1,499	-1,1	1,5	4	-1,499	1,4	1,5
5	1,998	-1,5	2	5	-1,998	1,75	2
6	2,498	-1,75	2,5	6	-2,498	2	2,5
7	2,997	-2	3	7	-2,997	2,5	3
8	3,497	-2,5	3,5	8	-3,497	2,75	3,5
9	3,996	-2,75	4	9	-3,996	3,2	4
10	4,496	-3	4,5	10	-4,496	3,5	4,5
11	4,995	-3,5	5	11	-4,995	4	5
12	5,994	-4	6	12	-5,495	4,25	5,5
13	6,993	-4,75	7	13	-5,994	4,75	6
				14	-6,494	5	6,5
				15	-6,993	5,5	7
				16	-7,493	5,75	7,5

Tabela 3 Otwarta pętla ujemnego sprzężenia zwrotnego, P4 wciśnięty

Polaryzacja nap. wejściowego dodatnia				Polaryzacja nap. wejściowego ujemna
Lp	Us	Uwy	Uwe	Lp.	Us	Uwy	Uwe
	mV	V	V		mV	V	V
1	0	0	0	1	0	0	0
2	0,500	3,5	0,5	2	-0,500	-4,5	0,5
3	0,999	7,5	1	3	-0,999	-8,5	1
4	1,499	11,5	1,5	4	-1,499	-12	1,5
5	1,998	12,75	2	5	-1,998	-13,75	2
6	2,498	12,75	2,5	6	-2,498	-13,75	2,5
7	2,997	12,75	3	7	-2,997	-13,75	3
8	3,497	12,75	3,5	8	-3,497	-13,75	3,5
9	3,996	12,75	4	9	-3,996	-13,75	4
10	4,496	12,75	4,5	10	-4,496	-13,75	4,5
11	4,995	12,75	5	11	-4,995	-13,75	5
12	5,495	12,75	5,5	12	-5,495	-13,75	5,5
13	5,994	12,75	6	13	-5,994	-13,75	6
14	6,494	12,75	6,5	14	-6,494	-13,75	6,5
15	6,993	12,75	7	15	-6,993	-13,75	7
16	7,493	12,75	7,5	16	-7,493	-13,75	7,5

Tabela 4 Zamknięta pętla ujemnego sprzężenia zwrotnego, P4 wciśnięty

Polaryzacja nap. wejściowego dodatnia				Polaryzacja nap. wejściowego ujemna
Lp	Us	Uwy	Uwe	Lp.	Us	Uwy	Uwe
	mV	V	V		mV	V	V
1	0	0	0	1	0	0	0
2	0,500	-0,5	0,5	2	-0,500	0,5	0,5
3	0,999	-0,75	1	3	-0,999	1	1
4	1,499	-1,2	1,5	4	-1,499	1,25	1,5
5	1,998	-1,5	2	5	-1,998	1,75	2
6	2,498	-1,75	2,5	6	-2,498	2	2,5
7	2,997	-2,1	3	7	-2,997	2,5	3
8	3,497	-2,5	3,5	8	-3,497	2,75	3,5
9	3,996	-2,75	4	9	-3,996	3,2	4
10	4,496	-3,25	4,5	10	-4,496	3,5	4,5
11	4,995	-3,5	5	11	-4,995	4	5
12	5,495	-4	5,5	12	-5,495	4,25	5,5
13	5,994	-4,5	6	13	-5,994	4,75	6
14	6,494	-4,75	6,5	14	-6,494	5	6,5
15	6,993	-5	7	15	-6,993	5,5	7
16	7,493	-5,5	7,5	16	-7,493	5,75	7,5

Przykładowe obliczenia:

Obliczenia przykładowe dla pierwszego pomiaru:

[mV]

mV

3. Charakterystyki dynamiczne.

Rys. 2 Charakterystyka dynamiczna Uwy=f(Us)

(Otwarta pętla ujemnego sprzężenia zwrotnego, P2 wciśnięty, polaryzacja dodatnia i ujemna wejścia)

Rys. 3 Charakterystyka dynamiczna Uwy=f(Us)

(Zamknięta pętla ujemnego sprzężenia zwrotnego, P2 wciśnięty, polaryzacja dodatnia i ujemna wejścia)

Rys. 3 Charakterystyka dynamiczna Uwy=f(Us)

(Otwarta pętla ujemnego sprzężenia zwrotnego, P4 wciśnięty, polaryzacja dodatnia i ujemna wejścia)

Rys. 4 Charakterystyka dynamiczna Uwy=f(Us)

(Zamknięta pętla ujemnego sprzężenia zwrotnego, P4 wciśnięty, polaryzacja dodatnia i ujemna wejścia)

3. Wyznaczanie charakterystyki częstotliwościowej wzmacniacza.

1. 
   Schemat pomiarowy

Rys. 5 Układ pomiarowy do wyznaczenia charakterystyki częstotliwościowej wzmacniacza.

2. Tabele pomiarowe.

Tabela 5 Otwarta pętla ujemnego sprzężenia zwrotnego

P2 - wciśnięty					P4 - wciśnięty
Lp.	f	log f	U wy	Ku	Lp.	f	log f	U wy	Ku
		Hz	-	V						dB
												Hz	-	V	dB
1	50	1,699	9,5	99,554	1	10	1,000	10	100,000
2	60	1,778	9,5	99,554	2	50	1,699	10	100,000
3	80	1,903	9,5	99,554	3	80	1,903	8,75	98,840
4	100	2,000	9,5	99,554	4	100	2,000	8	98,062
5	200	2,301	9,5	99,554	5	200	2,301	5	93,979
6	400	2,602	9,5	99,554	6	300	2,477	4	92,041
7	800	2,903	9	99,085	7	500	2,699	3	89,542
8	1k	3,000	9	99,085	8	800	2,903	1,4	82,923
9	2k	3,301	7,5	97,501	9	1k	3,000	1,2	81,584
10	3k	3,477	6,5	96,258	10	2k	3,301	0,06	55,563
11	4k	3,602	6	95,563	11	4k	3,602	0,025	47,959
12	5k	3,699	5	93,979	12	10k	4,000	0,01	40,000
13	10k	4,000	4	92,041	13	20k	4,301	0,005	33,979
14	20k	4,301	2	86,021
15	40k	4,602	1,2	81,584

Tabela 6 Zamknięta pętla ujemnego sprzężenia zwrotnego

P2 - wciśnięty					P4 - wciśnięty
Lp.	f	log f	U wy	Ku	Lp.	f	log f	U wy	Ku
		Hz	-	mV						dB
												Hz	-	mV	dB
1	40	1,602	90	59,085	1	40	1,602	70	56,902
2	50	1,699	90	59,085	2	80	1,903	70	56,902
3	100	2,000	90	59,085	3	100	2,000	70	56,902
4	200	2,301	90	59,085	4	200	2,301	70	56,902
5	300	2,477	90	59,085	5	400	2,602	65	56,258
6	500	2,699	90	59,085	6	800	2,903	65	56,258
7	1k	3,000	90	59,085	7	1k	3,000	60	55,563
8	2k	3,301	90	59,085	8	2k	3,301	50	53,979
9	3k	3,477	90	59,085	9	4k	3,602	30	49,542
10	5k	3,699	85	58,588	10	8k	3,903	12	41,584
11	10k	4,000	80	58,062	11	10k	4,000	10	40,000
12	20k	4,301	80	58,062	12	20k	4,301	5	33,979
13	30k	4,477	80	58,062	13	40k	4,602	2	26,021
14	50k	4,699	70	56,902
15	100k	5,000	50	53,979
16	200k	5,301	32	50,103
17	400k	5,602	20	46,021
18	800k	5,903	12	41,584

3. Przykładowe obliczenia.

Wzmocnienie Ku [V/V]

[V/V]

Wzmocnienie Ku [dB]

[dB]

Obliczenia przykładowe dla pierwszego pomiaru:

dB

4. Charakterystyki częstotliwościowe.

Rys. 6 Charakterystyka częstotliwościowa w skali logarytmicznej - otwarta pętla ujemnego sprzężenia zwrotnego.

Rys. 7 Charakterystyka częstotliwościowa w skali logarytmicznej - zamknięta pętla ujemnego sprzężenia zwrotnego.

4. Wnioski.

W ćwiczeniu należało zbadać scalony wzmacniacz prądu stałego poprzez wyznaczenie charakterystyki dynamicznej oraz częstotliwościowej wzmacniacza.

Z wyznaczonej charakterystyki dynamicznej możemy odczytać napięcie niezrównoważenia wejściowe i wyjściowe, które w naszym przypadku jest w przybliżeniu równe zero. Otrzymane charakterystyki do momentu nasycenia przebiega w przybliżeniu liniowo.

Natomiast z charakterystyki częstotliwościowej możemy odczytać m.in. szerokość pasma przenoszenia-wyznaczyć częstotliwość graniczną-które jest znacznie większe przy wciśniętym przycisku P2. Widzimy, że wraz ze wzrostem częstotliwości współczynnik wzmocnienia maleje.

Badany wzmacniacz ma duże wzmocnienie Ku dla małych częstotliwości, które wynosi do 100dB przy pętli otwartej.

Wszelkie nieprawidłowości w ćwiczeniu wynikają z niedokładności mierników i niedokładności odczytu.

μF

μF

---