Farnell element14   Przedstawicielstwo Handlowe Paweł Rutkowski   Rittal Sp. z o.o.   Fluke Europe B.V.  

Energetyka, Automatyka przemysłowa, Elektrotechnika

Dodaj firmę Ogłoszenia Poleć znajomemu Dodaj artykuł Newsletter RSS
strona główna BAZA WIEDZY Wzmacniacz operacyjny (WO) Komparator - badania, charakterystyki, pomiary
drukuj stronę
poleć znajomemu

Wzmacniacz operacyjny (WO) Komparator - badania, charakterystyki, pomiary

Awatar użytkownika

W doświadczeniu użyto dwóch rodzajów wzmacniaczy. Wysokiej precyzji wzmacniacz operacyjny o niskim napięciu niezrównoważenia OP07 oraz wzmacniacz operacyjny ogólnego zastosowania LM741.

1. Ogólne informacje o wzmacniaczach

Pojęcie WO oznacza wzmacniacz o możliwości wzmacniania napięć stałych i zmiennych, charakteryzujący się bardzo dużym wzmocnieniem i przeznaczony z reguły do pracy z zewnętrznym obwodem ujemnego sprzężenia, przy czym właściwości tego obwodu decydują w głównej mierze o właściwościach całego układu. Większość WO ma dwa symetryczne wejścia (wejście oznaczone „+” nosi nazwę wejścia nieodwracającego, „-” – wejścia odwracającego) i niesymetryczne wyjście.

 

Rys.1.1. Schemat ogólny wzmacniacza operacyjnego.  

UI1,UI2 – napięcia wejściowe,

U0 – napięcie wyjściowe,

Ku – wzmocnienie napięciowe wzmacniacza z otwartą pętlą sprzężenia zwrotnego,

±Uz –napięcie zasilania dodatnie (ujemne) względem masy (zwykle± 15V)

Idealny wzmacniacz operacyjny

1. Zakłada się następujące idealne własności:
a) wzmocnienie napięciowe A → ∞
b) rezystancja wejściowa Rwe → ∞
c) rezystancja wyjściowa Rwy → 0
d) pasmo częstotliwości od 0 do ∞


Rzeczywisty wzmacniacz operacyjny

a) wzmocnienie napięciowe z otwartą pętlą sprzężenia zwrotnego Ku=104÷106 V/V ;
b) rezystancja wejściowa (różnicowa) RI=0,5÷104[MΩ];
c) rezystancja wyjściowa (z otwartą pętlą sprzężenia zwrotnego) R0=50÷200[Ω];
d) częstotliwość graniczna (przy której amplituda równa jest 1) ƒ=1÷100[MHz];
e) współczynnik tłumienia sygnału wspólnego CMRR =60÷100 dB ;
f) wejściowe napięcie niezrównoważenia UIO=0,5÷5 mV ;
g) wejściowy prąd niezrównoważenia IIB=5∙10−4÷5∙102 [nA];
h) maksymalny prąd wyjściowy IOS=10÷100 mA ;
i) zakres temperaturowy pracy −55÷125[℃].

Więcej informacji o użytych w ćwiczeniu wzmacniaczach OP07 oraz LM741 zawarto w dołączonych na końcu wpisu kartach katalogowych (na końcu załącznika)

 

2. Przebieg doświadczenia

W doświadczeniu użyto dwóch rodzajów wzmacniaczy. Wysokiej precyzji wzmacniacz operacyjny o niskim napięciu niezrównoważenia OP07 oraz wzmacniacz operacyjny ogólnego zastosowania LM741.

Ćwiczenie obejmowało:

1. Wyznaczenie charakterystyki amplitudowej wzmacniacza operacyjnego (WO) w układzie wzmacniacza odwracającego i nieodwracającego.
2. Sprawdzenie działania WO w układzie wzmacniacza sumującego i różnicowego.
3. Wyznaczenie parametrów rzeczywistych WO (napięcia nierówno-ważenia i prądów polaryzujących).
4. Zdjęcie charakterystyki przejściowej komparatora z histerezą i bez histerezy.
5. Zmierzenie częstotliwości generacji generatora astabilnego na bazie WO.
6. Zdjęcie charakterystyki amplitudowej filtru aktywnego pasmowo-przepustowego i wyznaczenie jego parametrów.

 

Realizacja

 I. Wyznaczanie charakterystyki amplitudowej wzmacniacza operacyjnego w układzie pracy:

 a. wzmacniacza odwracającego

Rysunek 2.1. Schemat badanego wzmacniacza operacyjnego w układzie odwracającym. 

 W pierwszej części doświadczenia badano wzmacniacz odwracający . Przy częstotliwości f=1kHz zmierzono zależność napięcia wyjściowego od napięcia wejściowego. Zmierzone napięcie wejściowe i wyjściowe dla oporu R2=100kΩ i R2=1MΩ zawarto w tabelach pomiarowych.

 

Wzmacniacz odwracający R2=100kΩ f=1kHz
 nr pomiaruUwe[V] Uwy[V] 
 10,60-9,40
 2 9,80 -8,80
 3 8,40 -7,30
 4 6,70 -5,90
 5 5,50 -4,80
 6 4,40 -3,90
 7 3,65 -3,25
 8 3,10 -2,70
 9 2,30 -2,00
 10 1,50 -1,32

Wzmacniacz odwracający

R2=1MΩ f=1kHz

 nr pomiaruUwe[V] Uwy[V] 
 12,15  -21,00
 2 1,70 -16,50
 3 1,36 -13,40
 4 1,06 -10,20
 5 0,77 -7,40
 6 0,58 -5,60
 7 0,34 -3,35
 8 0,25 -2,40
 9 0,17 -1,65
 100,08

-0,72

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tabela 2.1 Zestawienie wyników pomiarowych napięć wejściowych i wyjściowych dla wzmacniacza odwracającego.

 

Kliknij aby powiększyć
Wykres 2.1 Charakterystyka przejściowa dwóch układów odwracających o wartościach rezystancji R2=100kΩ i R2=1MΩ

Do wykresów dopasowano proste i otrzymano wartości współczynników kierunkowych (metodą regresji liniowej) będących jednocześnie wartościami wzmocnień napięciowych:

Ku1=−0,8898±0,0074 V/V , dla rezystancji R2=100kΩ
Ku2=−9,767±0,040 V/V , dla rezystancji R2=1MΩ

 Na podstawie wzoru:

 

przy założeniu idealności wzmacniacza, obliczono wzmocnienie napięciowe Ku1 dla rezystancji R2=100kΩ, oraz Ku2 dla rezystancji R2=1MΩ:

Ku1=−1 [V/V]

Ku2=−10 [V/V]

Wniosek: wartości zmierzone różnią się od wartości teoretycznych, o 9,7% dla Ku1 oraz o 1,9% dla Ku2. Powstałe rozbieżności spowodowane są faktem iż obliczenia teoretyczne opierają się na założeniu idealności WO, a w doświadczeniu badamy WO rzeczywisty. Nie bez znaczenia jest też fakt, że rezystory R2=100kΩ i R2=1MΩ prawdopodobnie produkowane jako seryjne mają wartość rezystancji również w granicy błędu.

follow us in feedly
Średnia ocena:
 
Załączniki:
REKLAMA

Otrzymuj wiadomości z rynku elektrotechniki i informacje o nowościach produktowych bezpośrednio na swój adres e-mail.

Zapisz się
Komentarze (0)
Dodaj komentarz:  
Twój pseudonim: Zaloguj
Twój komentarz:
dodaj komentarz
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
Komputery, sprzęt komputerowy Komputery, sprzęt komputerowy Grupa poruszająca zagadnienia dotyczące sprzętu komputerowego klasy PC. Problemy ze sprzętem, pomoc w ...
Sieci telekomunikacyjne Sieci telekomunikacyjne Grupa stworzona dla teleinformatyków, osób tworzących, zarządzających różnymi typami sieci ...
POMOC elektroonline.pl POMOC elektroonline.pl Masz problem z jakąś funkcjonalnością portalu, nie możesz dodać zdjecia video?? pisz pomożemy!!
PHP PHP PHP: problemy,porady,ciekawe rozwiązania
REKLAMA
Nasze serwisy:
elektrykapradnietyka.com
przegladelektryczny.pl
rynekelektroniki.pl
automatykairobotyka.pl
budowainfo.pl