Wzmacniacz operacyjny

Pracownia Elektroniczna
Instytut Fizyki Doświadczalnej UG
Wzmacniacz operacyjny
1. Czas trwania: 6h
2. Cele ćwiczenia
• Badanie podstawowych układów pracy wzmacniacza operacyjnego.
3. Wymagana znajomość pojęć
• idea działania wzmacniacza operacyjnego,
• ujemne sprzężenie zwrotne,
• parametry wzmacniacza: wzmocnienie, pasmo, CMMR,
• działanie i zastosowanie wtórnika napięciowego,
• działanie i projektowanie wzmacniacza odwracającego,
• działanie i projektowanie wzmacniacza nieodwracającego,
• działanie i projektowanie sumatora,
• działanie i projektowanie wzmacniacza całkującego, różniczkującego
4. Zadania pomiarowe
4.1. Wtórnik napięciowy.
Zrealizować układ wtórnika pokazany na rys. 1. Zmierzyć wzmocnienie układu. Dokonać próby
oszacowania rezystancji wejściowej i wyjściowej układu. Zmierzyć szybkość narastania sygnału
wyjściowego (SR, tzw. slew rate). W tym celu na wejście układu podać sygnał prostokątny z
generatora (o możliwie dużej amplitudzie i częstotliwości przekraczającej 10kHz) i obserwować
przebieg wyjściowy na ekranie oscyloskopu. Na podstawie oscylogramu obliczyć wartość SR.
Zbadać również (w dostępnym zakresie częstotliwości) pasmo przepustowe układu. Wyciągnąć
wnioski.
Rys. 1. Wtórnik.
4.2. Wzmacniacz odwracający i nieodwracający
Zrealizować układy przedstawione na rys. 2. Wartości elementów dobrać tak, aby uzyskać
wzmocnienie zadane przez prowadzącego Zmierzyć wzmocnienie i porównać w wartościami
© J.J. Młodzianowski, 2003
Strona: 1(4)
Pracownia Elektroniczna
Instytut Fizyki Doświadczalnej UG
obliczonymi teoretycznie. Za pomocą oscyloskopu zaobserwować przesunięcia fazowe
pomiędzy przebiegiem wejściowym i wyjściowym
R2
R1||R2
R1
R2
R1||R2
R1
Rys. 2. Wzmacniacz odwracający i nieodwracający
4.3. Sumator.
Zrealizować układ sumatora przedstawiony na rys. 3. Sprawdzić działanie układu podając na
wejścia dwa napięcia stałe o znanych wartościach, oraz mierząc wartość napięcia wyjściowego
Sprawdzić, obserwując sygnał wyjściowy na oscyloskopie, działanie układu dla napięć
zmiennych o znacznie różniących się częstotliwościach
R1
R3
R2
R1||R2||R3
Rys. 3. Sumator.
4.4.Wzmacniacz różnicowy.
Zrealizować układy przedstawione na rys. 4. Wartości elementów dobrać tak, aby uzyskać
wzmocnienie zadane przez prowadzącego Sprawdzić działanie układu dla pobudzenia
różnicowego; Jedno z wejść zewrzeć do masy a na drugie podać sygnał z generatora. Zmierzyć
wartość napięcia wyjściowego. Sprawdzić działanie układu dla pobudzenia sumacyjnego; Na
oba wejścia układu podać taki sam sygnał z generatora i zmierzyć wartość napięcia wyjściowego
Oszacować wartość współczynnika CMMR. Wyciągnąć wnioski.
© J.J. Młodzianowski, 2003
Strona: 2(4)
Pracownia Elektroniczna
Instytut Fizyki Doświadczalnej UG
R1
R2
R3
R4
Rys. 4. Wzmacniacz różnicowy.
4.5. Integrator i układ różniczkujący
Zrealizować układy przedstawione na rys. 5. Wartości elementów dobrać tak, aby otrzymać
częstotliwości graniczne zadane przez prowadzącego Zmierzyć charakterystyki
częstotliwościowe układów.
C
R3
R1
C
R1
R2
R2
Rys. 5. Integrator i układ różniczkujący
4.6. Komparator.
Zrealizować i zbadać działanie układu komparatora bazującego na wzmacniaczu operacyjnym.
Wyniki przedstawić w postaci tabeli i wykresu.
© J.J. Młodzianowski, 2003
Strona: 3(4)
Pracownia Elektroniczna
Instytut Fizyki Doświadczalnej UG
R
D
R
Rys. 6. Detektor przejścia przez zero.
5. Przyrządy
Konsolka analogowa, generator, miernik uniwersalny, oscyloskop.
6. Literatura
P.Horowitz, W.Hill, „Sztuka elektroniki”, WKŁ 1995, ISBN 83-206-1128-8, Tom 1, str.186201, 216-243, 110-116.
R.Śledziewski, „Elektronika dla fizyków”, PWN 1982, ISBN 83-01-04076-9, str.105-110, 123126, 133-138, 154-156.
© J.J. Młodzianowski, 2003
Strona: 4(4)