Politechnika Śląska w Gliwicach, Wydział AEiI, Instytut Elektroniki,
Kierunek Elektronika i Telekomunikacja, Laboratorium Elementów Elektronicznych, semestr III
Ćwiczenie : Pomiar parametrów wzmacniacza operacyjnego
Uwagi wstępne:
f& Pomiar poszczególnych parametrów WO wymaga
umieszczenia badanego elementu w odpowiedniej pod-
741
stawce  przyporz dkowanej danemu układowi pomia-
rowemu.
f& W przypadku wzmacniacza operacyjnego w obudowie
DIP8 (8-wyprowadzeniowa) element należy umieścić w Rys. 1.1 Sposób umiesz-
podstawce zgodnie z rys. 1.1 czenie elementu w pod-
stawce
f& Wyjęcie, a następnie umieszczenie WO w danej pod-
stawce winno odbywać się przy wyłączonym zasilaniu.
f& Pomiarów dokonywać przy użyciu multimetru V560.
1. Pomiar wejściowego napięcia niezrównoważenia U0 (ang. input 10 min
offset voltage) oraz współczynnika zmian wejściowego napięcia
niezrównoważenia od zmian napięcia zasilania SVRR (ang. sup-
ply voltage rejection ratio) (OBOWI
ZKOWE)
10k&!
f& W układzie jak na rys. 1.2 dokonać po-
miaru napięcia wyjściowego Uwyj w przy-
4,7nF
1a 1b
1,5k&!
padku gdy: 10k&!
- zaciski 1a-1b s zwarte, 2a-2b rozwarte,
100&!
100&!
- zaciski 1a-1b s zwarte, 2a-2b zwarte.
10k&!
f& Powtórzyć pomiary j/w przy wciśniętym
200pF
&wyj
2a 2b
przycisku  SVRR (zmiana napięcia za-
100&!
silania o Ä… 2V)
Rys.1.2 Układ do pomiaru U0 oraz SVRR
W sprawozdaniu:
f& Wyznaczyć wartość wejściowego napięcia niezrównoważenia U0. Któr wartość na-
pięcia wyjściowego Uwyj należy wzi ć pod uwagę przy obliczeniach ? Odpowiedz

uzasadnij.
f& Wyznaczyć wartość współczynnika zmian wejściowego napięcia niezrównoważenia
od zmian napięcia zasilania SVRR. Któr wartość napięcia wyjściowego Uwyj należy
wzi ć pod uwagę przy obliczeniach ? Odpowiedz
uzasadnij.
2. Pomiar prądów polaryzacji wejść IIB1, IIB2 oraz prądu niezrówno- 5 min
ważenia IIO (OBOWI
ZKOWE)
2a 2b
10nF
f& W układzie jak na rys. 1.3 dokonać po-
1M&!
miaru napięcia wyjściowego Uwyj w przy- 4,7nF
1,5k&!
padku gdy:
100&!
- zaciski 1a-1b s zwarte, 2a-2b rozwarte,
- zaciski 1a-1b s rozwarte, 2a-2b zwarte,
1a
200pF
- zaciski 1a-1b s rozwarte,2a-2b rozwar-
&wyj
1M&!
10nF
te,
1b
- zaciski 1a-1b s zwarte,2a-2b zwarte.
Rys.1.3 Układ do pomiaru IIB1, IIB2 oraz IIO
© ® MateriaÅ‚y dydaktyczne Instytutu Elektroniki Politechniki ÅšlÄ…skiej, Gliwice, Paz
dziernik 2004. wer. 1.0
Politechnika Śląska w Gliwicach, Wydział AEiI, Instytut Elektroniki,
Kierunek Elektronika i Telekomunikacja, Laboratorium Elementów Elektronicznych, semestr III
W sprawozdaniu:
f& Obliczyć wartości pr dów polaryzacji wejść IIB1, IIB2 oraz wartość średni
IIB= (IIB1+ IIB1)/2.
f& Wyznaczyć wartość wejściowego pr du niezrównoważenia IIO.
f& Układ z rys. 1.3 (przy zwartych zaciskach 1a-1b oraz 2a-2b) pozwala również na wy-
znaczenie wartości napięcia niezrównoważenia U0. Porównaj uzyskan w ten spo-
sób wartość z wartości wyliczon w punkcie 1).
3. Pomiar poboru mocy PO (OBOWI
ZKOWE) 5 min
f& W układzie z rys. 1.3, przy zwartych zaci-
2a 2b
10nF
skach 1a-1b oraz 2a-2b, dokonać pomia-
+12.3 V
1M&!
ru spadku napięcia na dwóch rezystorach
4,7nF
'
1,5k&!
R (wyprowadzenia tych rezystorów
"V..
umieszczono w pobliżu przycisku zał -
100&!
czaj cego model). SytuacjÄ™ tÄ™ przedsta-
1a
wiono na rys. 1.4.
200pF
&wyj
1M&!
'
10nF
1b "V..
-12.3 V
Rys.1.4 Układ do pomiaru poboru mocy
W sprawozdaniu:
f& Obliczyć wartość pr dów zasilaj cych, a następnie na tej podstawie wartość poboru
mocy PO.
4. Pomiar wartości współczynnika tłumienia sygnału współbieżne- 10 min
go CMRR (ang. common mode rejection ratio) (OBOWI
ZKOWE)
5,1k&!
1M&!
f& W układzie jak na rys. 1.5 dokonać po-
+
1a
miaru napięcia w punktach
100&!
4,7nF
1a,1b,1c,1d,1e.
1b
1,5k&!
1b 10k&!
f& Dokonać pomiaru napięcia wyjściowego
100&!
1c 2a
Uwyj w przypadku gdy
10k&!
200pF
&wyj
- zaciski 1a-2a s zwarte,
1d
1M&!
- zaciski 1b-2a s zwarte,
1e
-
5,1k&!
- zaciski 1c-2a s zwarte,
- zaciski 1d-2a s zwarte,
Rys.1.5 Układ do pomiaru CMRR
- zaciski 1e-2a s zwarte.
W sprawozdaniu:
f& Obliczyć 4 wartości współczynnika CMRR dla poszczególnych przyrostów napięcia
wejściowego. Na tej podstawie wyznaczyć średni wartość współczynnika CMRR.
© ® MateriaÅ‚y dydaktyczne Instytutu Elektroniki Politechniki ÅšlÄ…skiej, Gliwice, Paz
dziernik 2004 wer. 1.0 - 2 -
20&!
R'
R'
20&!
4,7k
&!
2,2k
&!
2,2k
&!
4,7k
&!
Politechnika Śląska w Gliwicach, Wydział AEiI, Instytut Elektroniki,
Kierunek Elektronika i Telekomunikacja, Laboratorium Elementów Elektronicznych, semestr III
5. Pomiar parametrów odpowiedzi impulsowej i maksymalnej szyb- 10 min
kości zmian napięcia wyjściowego SR (ang. slew rate) (OBO-
WI
ZKOWE)
10k&!
f& Przerysować z ekranu oscyloskopu
przebieg napięcia wyjściowego przy wy-
4,7nF
muszeniu w postaci fali prostok tnej o
1,5k&!
amplitudzie 20 mV, f=10 kHz (rys. 1.7):
100pF 100&!
f& Przerysować z ekranu oscyloskopu
10k&!
200pF
przebieg napięcia wyjściowego dla wy-
&wyj
&wej
muszenia przedstawionego na rysunku
1.8 (f=10kHz).
Rys.1.6 Układ do pomiaru parametrów
odpowiedzi impulsowej i SR.
5V
20mV
-5V
0V
Rys.1.8 Kształt wymuszenia w przypadku
Rys.1.7 Przebieg napięcia wejściowego.
wyznaczania parametru SR.
W sprawozdaniu:
f& Na podstawie przebiegów czasowych podać wartości czasu narastania tr, wartość
przerzutu oraz SR. W przypadku gdy szybkość zmian napięcia wyjściowego w od-
powiedzi na narastaj ce zbocze wymuszenia jest różna od szybkości zmian dla zbo-
cza opadaj cego  wyznaczyć obie te wartości.
6. Pomiar charakterystyki częstotliwościowej wzmacniacza (OBO- 20 min
WI
ZKOWE)
f& W układzie jak na rysunku 1.9 zdj ć cha- 100uF
1M&!
1a
rakterystykę częstotliwościow badane-
&wej
go wzmacniacza. W tym celu, należy:
1b
4,7nF
1,5k&!
- do wejścia układu (1a-masa) doł czyć
1c
100&!
generator przebiegu sinusoidalnego,
- doł czyć woltomierz pracuj cy w trybie
1d 200pF
&wyj
AC do wejścia nieodwracaj cego
&wej'
wzmacniacza (pomiar napięcia Uwej ),
- do wyjścia podł czyć oscyloskop oraz
Rys.1.9 Układ do pomiaru charakterystyki
woltomierz (tryb AC).
częstotliwościowej
Po zestawieniu układu, zmieniaj c częstotliwość pracy generatora w zakresie od 10Hz
do 1MHz, zanotować wartości napięć Uwyj oraz Uwej dla poszczególnych częstotliwości.
Podczas pomiarów, obserwuj c przebieg czasowy napięcia, unikać należy sytuacji w
której wzmacniacz wchodzi w zakres nasycenia. W przypadku pojawienia się efektu
nasycenia należy zmniejszyć amplitudę sygnału wejściowego lub wykorzystać dzielnik
napięcia (np. przez zwarcie zacisków 1b-1d uzyskujemy podział H"1/1000).
W sprawozdaniu:
© ® MateriaÅ‚y dydaktyczne Instytutu Elektroniki Politechniki ÅšlÄ…skiej, Gliwice, Paz
dziernik 2004 wer. 1.0 - 3 -
10
&!
90
&!
900
&!
10k
&!
Politechnika Śląska w Gliwicach, Wydział AEiI, Instytut Elektroniki,
Kierunek Elektronika i Telekomunikacja, Laboratorium Elementów Elektronicznych, semestr III
f& Narysować charakterystykę częstotliwościow wzmacniacza (skala logarytmiczna), a
następnie na tej podstawie wyznaczyć częstotliwości graniczne fg i f1.
7. Pomiar rezystancji wyjściowej Ro(OBOWI
ZKOWE) 10 min
100uF
Uwaga! Pomiaru rezystancji wyjściowej Ro
1M&!
1a
dokonujemy w układzie wykorzystywanym
&wej
poprzednio do wyznaczenia ch-ki częstotli-
1b
4,7nF
1,5k&!
wościowej. Przeprowadzenie pomiaru wy-
maga:
1c
100&!
2a 2b
- doł czenia do wejścia układu (1a-masa)
1d 200pF
generatora przebiegu sinusoidalnego #zm
&wyj
&wej'
(f=1 kHz)
- doł czenia do wyjścia (2a-masa) oscylo-
Rys.1.10 Układ do pomiaru rezystancji
skopu oraz woltomierza (tryb AC)
wyjściowej
f& Po zestawieniu układu, zmieniaj c am-
plitudę sygnału wejściowego, uzyskać na
wyjściu sygnał o maksymalnej, nieznie-
kształconej amplitudzie (obserwacja na
oscyloskopie). Z woltomierza odczytać
wartość napięcia wyjściowego U1. Na-
stępnie, doł czyć do wyjścia rezystor de-
kadowy Rzm (zwarcie punktów 2a-2b,
patrz rys. 1.10). Zmieniaj c nastawÄ™ re-
zystora Rzm doprowadzić do stanu, kiedy
napięcie wyjściowe ustali się na pozio-
mie ½ U1. Zanotować nastawÄ™ rezystora
dekadowego Rzm. Wartość rezystancji
wyjściowej Ro wynosi:
Ro = Rzm -100&!
W sprawozdaniu:
f& Wyznaczyć wartość rezystancji wyjściowej Ro. Wyjaśnić ideę pomiaru tej wielkości.
Dodatkowe punkty polegaj na pomiarze parametrów innego wzmacniacza operacyjne-
go. Wyboru dokonuje prowadz cy. Proponowane jest wykonanie punktów 1, 2, 3 i 5
(wykonanie dowolnego punktu to podniesienie oceny o pół stopnia)
Wszystkie charakterystyki powinny być odpowiednio opisane, a obliczone wartości pra-
widłowo i wyczerpuj co skomentowane. Ponadto, w formie tabeli porównać należy wy-
znaczone parametry wzmacniacza z parametrami katalogowymi.
© ® MateriaÅ‚y dydaktyczne Instytutu Elektroniki Politechniki ÅšlÄ…skiej, Gliwice, Paz
dziernik 2004 wer. 1.0 - 4 -
10
&!
90
&!
900
&!
10k
&!