ADRIANNA TURKIEW 03.11.97
ROBERT CZAJKOWSKI PN, 8.00-11.00
LABORATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH
Temat : Wzmacniacz operacyjny.( Ćwiczenie numer 10)
1.CEL ĆWICZENIA:
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zasadą działania układów sumatora, układu całkującego i różniczkującego opartych na wzmacniaczu operacyjnym.
PRZEBIEG ĆWICZENIA.
Spis przyrządów:
1. Oscyloskop dwustrumieniowy.
2. Dekada rezystancyjna 1W - 10MW.
3. Dekada pojemnościowa 10 [pF] - 10000 [pF] .
4. Generator przebiegów prostokątnych.
5. Generator przebiegów sinusoidalnych.
6. Zasilacz stabilizowany.
Badanie układu sumatora odwracającego.
Określenie wpływu zmian rezystancji R1N, R2N, RS na przebieg wyjściowy.
Oscylogramy pokazuje rys.1.
Rys.A. Sumator odwracający.
Wpływ rezystancji R1N
gdzie: fsin = 6,8 [kHz]
fpro = 0,9 [kHz]
Eo1 = 1,3 [działki]
R2N = 1 [k]
RS = 1 [k]
R1N |
EWY |
510 [] |
2,3 [działki] |
1 [k] |
2 [działki] |
3 [k] |
1,6 [działki] |
b) Wpływ rezystancji R2N
gdzie: fsin = 6,8 [kHz]
fpro = 0,9 [kHz]
Eo1 = 1,3 [działki]
R1N = 1 [k]
RS = 1 [k]
R2N |
EWY |
510 [] |
2,3 [działki] |
1 [k] |
2 [działki] |
3 [k] |
1,5 [działki] |
c) Wpływ rezystancji RS
gdzie: fsin = 6,8 [kHz]
fpro = 0,9 [kHz]
Eo1 = 1,3 [działki]
R1N = 1 [k]
R2N = 1 [k]
RS |
EWY |
510 [] |
1 [działki] |
1 [k] |
2 [działki] |
3 [k] |
4 [działki] |
2.2. Badanie układu całkującego.
Określenie wpływu zmian rezystorów R1N, R7N, RS i kondensatora C3N na sygnał wyjściowy.
Rys.B. Układ całkujący
a) Wpływ rezystancji R1N
gdzie: f pro = 2500 [Hz]
C3N = 47 [nF]
RS = 10 [k]
R1N |
EWY |
510 [] |
1,3 [działki] |
1 [k] |
0,7 [działki] |
3 [k] |
0,3 [działki] |
Wpływ rezystancji RS
Oscylogram pokazuje rys.5.
gdzie: fpro = 2500 [Hz]
C3N = 47 [nF]
R1N = 1 [k]
RS |
EWY |
1 [k] |
0,4 [działki] |
3 [k] |
0,6 [działki] |
10 [k] |
0,7 [działki] |
c) Wpływ pojemności C3N
Oscylogram pokazuje rys.6.
gdzie: fpro = 2500 [Hz]
R1N = 1 [k]
RS = 10 [k]
C3N |
EWY |
2,7 [nF] |
2,8 [działki] |
47 [nF] |
0,7 [działki] |
100 [nF] |
0,4 [działki] |
d) Wpływ rezystancji R7N
Włączenie do obwodu małej rezystancji R7N ( np. 510 []), powoduje powstanie sygnału prostokątnego o amplitudzie 0,2 [działki], jeżeli natomiast R7N jest duże (np. 30 [k]), to rezystor ten działa jak zwarcie.
Badanie układu różniczkującego.
Określenie wpływu zmian rezystancji RS, R6N, pojemności C2N i częstotliwości fpro na przebieg wyjściowy.
Rys.C. Układ różniczkujący.
a) Wpływ rezystancji R6N
Oscylogramy pokazuje rys.2.
gdzie: fpro = 2500 [Hz]
C2N = 2,7 [nF]
RS = 10 [k]
R6N |
EWY |
510 [] |
1,9 [działki] |
1 [k] |
2,1 [działki] |
3 [k] |
1,1 [działki] |
Wpływ rezystancji RS
gdzie: fpro = 2500 [Hz]
C2N = 2,7 [nF]
R6N = 510 []
RS |
EWY |
510 [] |
2,0 [działki] |
3 [k] |
0,6 [działki] |
10 [k] |
1,9 [działki] |
c) Wpływ pojemności C2N
Oscylogram pokazuje rys.3.
gdzie: fpro = 2500 [Hz]
RS = 10 [k]
R6N = 510 []
C2N |
EWY |
2,7 [nF] |
1,9 [działki] |
100 [nF] |
1,9 [działki] |
d) Wpływ częstotliwości fpro
gdzie: R1N = 1 [k]
RS = 10 [k]
R6N = 1 [k]
C2N =100 [nF]
fpro |
EWY |
800 [Hz] |
2,3 [działki] |
2800 [Hz] |
1,9 [działki] |
280 [kHz] |
0,6 [działki] |
WNIOSKI.
W badanym przez nas sumatorze odwracającym zmiana wartości rezystancji R1N i R2N powodowały zmianę proporcji, w sygnale wyjściowym, między składową sinusoidalną, a składową pochodzącą z sygnału prostokątnego. Wraz ze wzrostem rezystancji R1N i R2N malał sygnał wyjściowy Zmiany wartości rezystancji RS (jej wzrost), a zarazem stosunku RS/R3, powodowały zmiany wartości wzmocnienia układu (wzrost sygnału na wyjściu).
W układzie całkującym zmiana rezystancji R1N i RS, podobnie jak w układzie sumującym powodowała spadek sygnału na wyjściu (rys.4. i rys.5.). Natomiast, dla różnych rezystancji R7N zmieniała się szerokość pasma całkowania. Ze zmianą częstotliwości sygnału wejściowego zmieniała się także amplituda napięcia wyjściowego (wzrost częstotliwości powodował malenie amplitudy co wywołane jest zmniejszeniem czasu ładowania kondensatora). Wraz ze wzrostem pojemności C3N malał sygnał scałkowany.
W układzie różniczkującym zmiana wartości pojemności C2N nie powodowała zmian sygnału wyjściowego ( dla dużej pojemności sygnał na oscylogramie stawał się rozciągnięty, rys.3.). Jego spadek, natomiast powodował wzrost częstotliwości sygnału prostokątnego. Jak należało się spodziewać, także zmiana wartości rezystancji R6N, RS powodowały zmianę sygnału wyjściowego.
6
3