Laboratorium Elektroniki cz I 9

Ćwiczenie 13

POMIARY PARAMETRÓW WZMACNIACZA OPERACYJNEGO

13.1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi parametrami scalonego wzmacniacza operacyjnego i układami pomiarowymi tych parametrów. Wzmacniacz operacyjny traktowany jest w ćwiczeniu jak element, tzn. nie są rozważane jego obwody wewnętrzne.

13.2. Wprowadzenie

Pojęciem wzmacniacza operacyjnego opisujemy wzmacniacz o sprzężeniach bezpośrednich charakteryzujący się bardzo dużym wzmocnieniem i przeznaczony z reguły do pracy z zewnętrznym obwodem ujemnego sprzężenia zwrotnego. Większość wzmacniaczy operacyjnych ma różnicowe (symetryczne) wejście i niesymetryczne wyjście.

Na rys. 13.1 a przedstawiono powszechnie stosowany symbol wzmacniacza operacyjnego, a na rys. 13.1 b jego uproszczony schemat zastępczy.

Przy zastosowaniu napięciowego ujemnego sprzężenia zwrotnego parametry robocze całego układu nie zależą od parametrów objętego sprzężeniem zwrotnym wzmacniacza operacyjnego, a tylko od parametrów gałęzi sprzężenia zwrotnego, o ile:

a)    wzmocnienie napięciowe K_u ->

b)    rezystancja wejściowa Fta <*>,

c)    rezystancja wyjściowa R₀ -> 0,

d)    pasmo przenoszonych częstotliwości jest nieograniczone.

Powyższe postulaty określają tzw. „wzmacniacz idealny”, a snych wzmacniaczy operacyjnych usprawiedliwiają w bardzo wielu przypadkach przyjęcie założenia, że zastosowany wzmacniacz to wzmacniacz idealny. Tym niemniej dokładniejsza analiza układów ze wzmacniaczami operacyjnymi oraz ocena ograniczeń zakresów ich zastosowań wymagają znajomości podstawowych parametrów takich wzmacniaczy i metod ich pomiarów.

Rys. 13.1. Wzmacniacz operacyjny: a) symbol graficzny, b) uproszczony schemat zastępczy

Omówimy teraz kolejno ważniejsze z tych parametrów i stosowane w ćwiczeniu układy do ich pomiaru.

Wejściowe napięcie niezrównoważenia

Zależności analitycznej podanej na rys. 13.1 b odpowiada charakterystyka przejściowa pokazana na rys. 13.2a.

Rys. 13.2. Charakterystyka przejściowa wzmacniacza operacyjnego: a) wzmacniacz idealny, b) wzmacniacz rzeczywisty