POLITECHNIKA WROCŁAWSKA FILIA JELENIA GÓRA		Skład grupy: Zawada Sławomir Kaniewski Krzysztof Dymiński Rafał	Wydział Elektryczny Rok: III Grupa: Rok Akademicki : 1999/2000
Laboratorium podstaw elektroniki.
Data ćwiczenia: 06.12.1999	Temat: Wzmacniacz różnicowy i nieliniowy na WO typu μA741 (UL7741) .			Ocena:
Nr ćw. T5 A i B

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z zasadą działania oraz zbadanie wzmacniacza różnicowego i nieliniowych ( logarytmujących ).

2. Schematy pomiarowe.

2.1 Wzmacniacz różnicowy

2.2 Wzmacniacz logarytmujący

3. Tabele pomiarowe.

3.1 Tabele dla wzmacniacza różnicowego

a) symetryzacja układu

Lp.	ΔUi	ΔUo	R1	R2	R3	R4
		V	mV	kΩ	kΩ	kΩ	kΩ
	1	0	+5,5	10	100	1,2	12
		+5	-83
	2	0	+5,45					10,18	100	1,2	12
		+5	0,76

b) Wyznaczanie charakterystyki U_o = f (U_{i r})

Lp.	Ui r	Uo	ku r	ku r śr
		V	V	V/V	V/V
1	-1,690	-11,992	stan nasycenia
2	-1,467	-11,992
3	-1,230	-11,939	0,226	9,744
4	-1,016	-10,059	8,664
5	-0,811	-8,029	9,902
6	-0,607	-6,009	9,902
7	-0,405	-4,007	9,911
8	-0,204	-2,019	9,891
9	-0,020	-0,208	9,842
10	0,022	0,222	10,238
11	0,200	1,995	9,961
12	0,407	4,053	9,942
13	0,604	6,000	9,883
14	0,807	8,025	9,975
15	1,007	10,004	9,895
16	1,217	12,080	9,886
17	1,400	13,640	stan nasycenia
18	1,673	13,640

c) Wyznaczanie charakterystyki U_o = f (U_{i w})

Lp.	Ui w	Uo	ku w	ku w śr
		V	mV	V/V	V/V
1	-8	-3,79	-	0,00116
2	-6	-1,71	0,00104
3	-4	0,61	0,00116
4	-2	3,02	0,00121
5	-1	4,24	0,00122
6	0	5,54	0,00130
7	1	6,80	0,00126
8	2	7,99	0,00119
9	4	10,27	0,00114
10	6	12,36	0,00105
11	8	14,41	0,00103

3.2 Tabela dla wzmacniacza logarytmującego

a) sprawdzenie U_o przy U_i = 0

Ui	Uo
V	V
0	0,1088

b) Wyznaczanie charakterystyki przejściowej

Lp.	Ui	Uo	a	a śr	b	b śr
		V	V	V	V	1/V	1/V
1	0,000	0,1088	-	-0,09321	-	88142
2	-0,041	0,3776	-				-
3	-0,081	0,4090	-0,44363				87733
4	-0,200	0,4497	-0,19390				108706
5	-0,409	0,4810	-0,09893				145489
6	-0,805	0,5110	-0,05402				126835
7	-2,000	0,5519	-0,02382				107700
8	-4,000	0,5834	-0,01274				94017
9	-8,000	0,6156	-0,00689				71122
10	-20,000	0,6606	-0,00316				34732
11	-39,800	0,6963	-0,00180				16944
1	0,041	-0,3872	-		-0,08865		-	145079
2	0,083	-0,4180	-0,41758				172891
3	0,200	-0,4550	-0,18310				248855
4	0,403	-0,4848	-0,09775				221198
5	0,800	-0,5140	-0,05227				218143
6	2,000	-0,5541	-0,02315				157648
7	4,000	-0,5848	-0,01237				135587
8	8,000	-0,6165	-0,00676				89398
9	20,000	-0,6607	-0,00309				44398
10	39,800	-0,6963	-0,00179				17595

4. Wzory i przykłady obliczeń.

4.1 Obliczenia dla wzmacniacza różnicowego

a) wyznaczenie k_uw i k_ur po symetryzacji (dla pomiaru 4)

b) wyznaczanie współczynnika tłumienia sygnału wspólnego (CMRR)

4.2 Obliczenia dla wzmacniacza logarytmującego

a) wyznaczanie stałych a i b

b)wyznaczanie M. i I_S użytych diod :

- dla U_i-­ spolaryzowanego dodatnio

a = - Mϕ_T ⇒

⇒

dla R = 10 kΩ

- dla U_i- spolaryzowane ujemnie M. = 3,4 ; I_S = 1,13 nA

5. Charakterystyki

5.1 Charakterystyka U_o = f(U_{i r})

5.2 Charakterystyka U_o = f(U_{i w})

5.3 Charakterystyki półlogarytmiczne wzmacniacza logarytmującego

a) charakterystyka pracy układu w drugiej ćwiartce układu współrzędnych

b) charakterystyka pracy układu w czwartej ćwiartce układu współrzędnych

6. Wnioski :

Wzmacniacz różnicowy jest wzmacniaczem z dwoma wyjściami, w których napięcie wyjściowe jest proporcjonalne do różnicy napięć wejściowych, więc podstawowa zalet jego to właśnie zdolność wzmacniania różnicy sygnałów przychodzących na jego wejście.

Badając jednostopniowy wzmacniacz różnicowy można zauważyć , że jego CMRR zależy od wzmocnienia k_{u r} i k_{u w} czyli również od wartości rezystancji wejścia i wyjścia. Współczynnik tłumienia sygnału wspólnego (CMRR_[dB] ) wyniósł 78,5 dB. Dla idealnego wzmacniacza dąży on do nieskończoności, zaś w praktyce ma wartość 80 - 100 dB. Ponieważ czym CMRR jest większy tym lepszy to nasz wzmacniacz wypadł nie najlepiej.

Jest to współczynnik, którego wartość w dużym stopniu decyduje o jakości wzmacniacza (jest miarą zdolności tłumienia sygnałów zakłóceniowych).

W ćwiczeniu przeprowadziliśmy symetryzację układu tak aby ΔU₀ było mniejsze od 15mV. Warunek był możliwy do spełnienia przy wartościach rezystancji R₁ innej niż założonej w projekcie (10180Ω). Uzyskaliśmy wtedy, przy ΔU_iw = +5V wartość ΔU₀ = 0,76mV≤ 15 mV.

Przy badaniu wzmacniacza logarytmicznego , rzeczą charakterystyczną było pojawienie się przy U_i = 0 napięcia U_o. Wyniosło ono 0,1088V. Napięcie to odkłada się na diodzie. Zjawisko to można zaobserwować na charakterystyce U₀ = f(U_i).

Jak widać z obliczeń współczynnik emisyjności złącza (M) ma zbyt dużą wartość, gdyż powinna mieścić się ona w przedziale (0,6) 1 - 2. Spowodowane to może być, tym że obliczony on został z uwzględnieniem szerokiego zakresu napięcia.

Wyliczone średnie wartości stałych transmitancji „a” i „b” różnią się od wyznaczonych w projekcie, gdyż tam liczone były przy jednej określonej wartości M oraz I_s .

-

+

---