INSTYTUT TELEKOMUNIKACJI I AKUSTYKI Politechniki Wrocławskiej |
|
|
|
|
||||
LABOLATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH |
Nr ćwiczenia: 10 |
Wykonał: Arkadiusz Korga Jaroslaw Marcinowski |
Data: 1315-1600 Czw. |
Ocena: |
||||
TEMAT: Wzmacniacz operacyjny |
|
|
|
|
1.SPIS PRZYRZĄDÓW:
- Oscyloskop dwustrumieniowy,
- Dekada rezystancyjna 1Ω ÷ 10 MΩ,
- Dekada pojemnościowa 10 pF ÷ 10000 pF,
- Generator przebiegów prostokątnych,
- Generator przebiegów sinusoidalnych,
- Zasilacz stabilizowany.
2.PRZEBIEG ĆWICZENIA.
2.1.Układ sumatora.
2.1.1.Schemat układu pomiarowego.
Wartości międzyszczytowe napięć E01 i E02 zostały ustawione na poziomie E01 = E02 = 0.4 V.
Dobrane częstotliwości
f01 = 500 Hz ,
f02 = 5 kHz,
Wartości przyjętych rezystancji
R1 = R2 = 2 kΩ
RS = 100 kΩ
Na podstawie otrzymanych oscylogramów dla znanych wartości międzyszczytowych można wyznaczyć współczynniki z jakimi sygnały wejściowe są dodawane.
gdzie
Uwy - napięcie wyjściowe,
Uwe - napięcie wejściowe.
Współczynniki te można również wyznaczyć teoretycznie na podstawie zależności
Lp. |
Rs [ kΩ ] |
R1=R2 [ kΩ ] |
E01 [ V ] |
E02 [ V ] |
Uwy [ V ] |
k1 [V/V ] |
k teor [ V/V] |
1. |
|
|
|
0.35 |
15.5 |
44.28 |
|
2. |
|
|
0.4 |
0.20 |
8.5 |
42.50 |
|
3. |
|
|
|
0 |
15.5 |
38.75 |
|
4. |
100 |
2 |
|
0.30 |
15.5 |
51.67 |
50.0 |
5. |
|
|
0.2 |
0.06 |
3.2 |
53.33 |
|
6. |
|
|
|
0 |
10 |
50.00 |
|
7. |
|
3 |
0.58 |
0.80 |
19.0 |
23.75 |
33.3 |
Układ integraratora .
2.2.1.Schemat układu pomiarowego.
Amplituda sygnału generatora została ustalona na wartość U = 1 V .
Na podstawie obserwacji zmian R1 , R7 , Rs ,C3 można zauważyć wpływ tych wielkości na kształt przebiegu wyjściowego .
Lp. |
zmiana parametru
|
wpływ na określoną wielkość
|
1. |
zwiększanie R1 |
spadek napięcia,
|
2. |
zmniejszanie R7 |
narost charakterystyki staje się nieliniowy |
3. |
zmniejszanie Rs |
spadek napięcia , narost charakterystyki staje się nieliniowy |
4. |
zmniejszanie C3 |
wzrost napięcia , narost charakterystyki staje się nieliniowy |
5. |
zwiększanie amplitudy |
wzrost napięcia , narost charakterystyki staje się liniowy
|
2.3.Wnioski i uwagi.
Na podstawie przeprowadzonych pomiarów sumatora odwracającego możemy zauważyć, że jeżeli amplituda jednego z dwóch sumowanych sygnałów ( E01 = 0.4V) była zbyt duża to występuje przesterowanie wzmacniacza i na wyjściu występowała tylko część sygnału sumowanego. Jeżeli natomiast amplituda tego sygnału została odpowiednio zmniejszona wówczas przy odpowiednim doborze wartości sygnału sinusoidalnego można było już zaobserwować obydwie części sygnału sumowanego. Współczynniki z jakimi sygnały wejściowe były dodawane wyznaczone na podstawie pomiarów oraz teoretyczne różnią się między sobą. Wynikało to z niedokładności odczytu otrzymanych przebiegów oraz częściowo z przesterowania wzmacniacza.
Na podstawie przeprowadzonych pomiarów zmian napięcia wyjściowego w funkcji zmian parametrów układu dla wzmacniacza całkującego zaobserwowaliśmy, że wraz ze wzrostem rezystancji R1 napięcie na wyjściu maleje, co wiąże się bezpośrednio ze zwiększeniem transmitancji napięciowej pętli sprzężenia zwrotnego. Zmniejszając z kolei jednocześnie wartość rezystancji Rs oraz pojemności C3N obserwowaliśmy, spadek wartości napięcia wyjściowego jak i wzrost jego nieliniowości albowiem kondensator ładowany jest wówczas mniejszym prądem przy nie zmienionym napięciu. Natomiast zwiększając tylko pojemność uzyskujemy zmniejszenie amplitudy napięcia wyjściowego (nie zaobserwowaliśmy tutaj wzrostu nieliniowości napięcia). Oscylogramy ilustrujące wnioski zamieszczone są w protokole. Zwiększając amplitudę sygnału wejściowego otrzymaliśmy wzrost napięcia wyjściowego przy jednoczesnej poprawie jego liniowości.