Wzmacniacz operacyjny (WO) Komparator - badania, charakterystyki, pomiary - CHARAKTERYSTYKI - WZMACNIACZE OPERACYJNE - WO - KOMPARATOR - GENERATOR ASTABILNY - FILTR AKTYWNY - NAPIĘCIE NIEZRÓWNOWAŻENIA - PRĄD POLARYZACJI - UKŁAD RÓŻNICUJĄCY WZMACNIACZA - UKŁAD SUMUJĄCY - SUMATOR - WZMACNIACZ NIEODWRACAJĄCY - WZMACNIACZ ODWRACAJĄCY - CHARAKTERYSTYKA AMPLITUDOWA
Farnell, An Avnet Company   Przedstawicielstwo Handlowe Paweł Rutkowski   Phoenix Contact Sp. z o.o.  

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

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.

REKLAMA

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

Zapisz się
Administratorem danych osobowych jest Media Pakiet Sp. z o.o. z siedzibą w Białymstoku, adres: 15-617 Białystok ul. Nowosielska 50, @: biuro@elektroonline.pl. W Polityce Prywatności Administrator informuje o celu, okresie i podstawach prawnych przetwarzania danych osobowych, a także o prawach jakie przysługują osobom, których przetwarzane dane osobowe dotyczą, podmiotom którym Administrator może powierzyć do przetwarzania dane osobowe, oraz o zasadach zautomatyzowanego przetwarzania danych osobowych.
Komentarze (0)
Dodaj komentarz:  
Twój pseudonim: Zaloguj
Twój komentarz:
dodaj komentarz
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
Pojazdy elektryczne (EV) Pojazdy elektryczne ... Forum poświęcone pojazdom z napędem elektrycznym lub hybrydowym oraz systemom ich ładowania.
Serwery dedykowane LINUX Serwery dedykowane LINUX Problemy,porady, ciekawe rozwiązania związane z serwerami dedykowanymi postawionymi na LINUX'is ...
Elektryka Samochodowa Elektryka Samochodowa Grupa skierowana do osób zajmujących się profesjonalnie lub amatorsko elektyrką samochodową.
Serwis elektroniki użytkowej Serwis elektroniki użytkowej Zamieszczamy tu wątki dot. serwisu elektroniki użytkowej, pomysły rozwiązań i problemy na które ...
REKLAMA
Nasze serwisy:
elektrykapradnietyka.com
przegladelektryczny.pl
rynekelektroniki.pl
automatykairobotyka.pl
budowainfo.pl