Sprawozdanie z ćw. nr 12.

Wzmacniacz operacyjny.

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia było poznanie podstawowych parametrów wzmacniaczy operacyjnych oraz wyznaczenie charakterystyki amplitudowo - częstotliwościowej tego wzmacniacza.

2. Schemat układu pomiarowego.

3. Spis przyrządów.

• Makieta wzmacniacza TLC 271

• Generator funkcyjny

• Oscyloskop

• Multimetr cyfrowy V543: 0,1% X + 0,05% Z dla 20Hz - 40Hz

0,05% X + 0,05% Z dla 40Hz - 10kHz

0,1% X + 0,05% Z dla 10kHz - 20kHz

• Multimetr cyfrowy G-1002.500: 0,5% X + 0,25% Z dla 45Hz - 20kHz

0,7% X + 0,45% Z dla 20kHz - 50kHz

4. Przebieg pomiarów.

1. Pomiar napięcia wejściowego i wyjściowego wzmacniacza oraz wyznaczenie wzmocnienia przy f = 1245,7 Hz.

Uwe	ΔUwe	δUwe	Uwy	ΔUwy	δUwy	Ku	ΔKu	δKu
V	V	%	V	V	%	V/V	V/V	%
0,50	0,05	10,50	3,719	0,007	0,19	7,44	0,79	10,69
0,45	0,05	11,61	3,633	0,007	0,19	8,07	0,95	11,80
0,42	0,05	12,40	3,569	0,007	0,19	8,50	1,07	12,59
0,40	0,05	13,00	3,519	0,007	0,19	8,80	1,16	13,19
0,36	0,05	14,39	3,419	0,007	0,20	9,50	1,39	14,59
0,35	0,05	14,79	3,357	0,007	0,20	9,59	1,44	14,98
0,32	0,05	16,13	3,118	0,007	0,21	9,74	1,59	16,34
0,30	0,05	17,17	2,977	0,006	0,22	9,92	1,73	17,38
0,26	0,05	19,73	2,697	0,006	0,24	10,37	2,07	19,97
0,25	0,05	20,50	2,539	0,006	0,25	10,16	2,11	20,75
0,20	0,05	25,50	2,079	0,006	0,29	10,40	2,68	25,79
0,15	0,05	33,83	1,559	0,006	0,37	10,39	3,55	34,20
0,10	0,05	50,50	1,051	0,006	0,53	10,51	5,36	51,03
0,05	0,05	100,50	0,590	0,005	0,90	11,80	11,96	101,40

W pogrubionej ramce znajduje się pomiar, dla którego zaobserwowano brak zniekształceń sygnału.

Przykładowe obliczenia:

2. Pomiar charakterystyki częstotliwościowej wzmacniacza.

fg	fm	Uwe	δUwe	Uwy	δUwy	Ku	δKu	Ku	ΔKu
Hz	Hz	V	%	V	%	V/V	%	dB	dB
20	20,3	0,09	56,06	0,1300	0,48	1,44	56,54	3,19	491,65
50	49,7	0,09	56,06	0,3157	0,21	3,51	56,26	10,90	489,25
70	69,5	0,09	56,06	0,4243	0,17	4,71	56,22	13,47	488,90
100	100,2	0,09	56,06	0,5521	0,14	6,13	56,20	15,76	488,66
150	151,2	0,10	50,50	0,7193	0,12	7,19	50,62	17,14	440,17
200	195,7	0,10	50,50	0,8146	0,11	8,15	50,61	18,22	440,10
300	289,3	0,10	50,50	0,9245	0,10	9,25	50,60	19,32	440,04
500	480,8	0,10	50,50	1,0106	0,10	10,11	50,60	20,09	440,00
700	671,1	0,10	50,50	1,0398	0,10	10,40	50,60	20,34	439,98
1000	1007,2	0,10	50,50	1,0395	0,10	10,40	50,60	20,34	439,98
1500	1515,2	0,10	50,50	1,0542	0,10	10,54	50,60	20,46	439,98
2000	1967,4	0,10	50,50	1,0638	0,10	10,64	50,60	20,54	439,97
3000	2904,0	0,10	50,50	1,0773	0,10	10,77	50,60	20,65	439,97
5000	4805,4	0,10	50,50	1,0952	0,10	10,95	50,60	20,79	439,96
7000	6708,1	0,10	50,50	1,1020	0,10	11,02	50,60	20,84	439,96
10000	10126	0,10	50,50	1,0914	0,10	10,91	50,60	20,76	439,96
15000	15771	0,09	50,06	1,0933	0,15	12,15	56,20	21,69	488,71
20000	19785	0,09	56,06	1,0980	0,15	12,20	56,20	21,73	488,71
30000	29161	0,08	113,20	1,0955	0,15	13,69	113,35	22,73	985,61
50000	48109	0,07	129,27	1,0866	0,15	15,52	129,42	23,82	1125,37
70000	67169	0,05	180,70	0,9497	0,15	18,99	180,85	25,57	1572,63
100000	102350	0,01	900,70	0,7299	0,17	72,99	900,87	37,27	7833,64

Przykładowe obliczenia:

5. Wnioski.

W pierwszej części ćwiczenia należało wyznaczyć wzmocnienie wzmacniacza na podstawie zmierzonych wartości napięcia wejściowego oraz wyjściowego. Pomiar napięcia wyjściowego określony został z dużą dokładnością o czym świadczą niewielkie błędy względne. Pomiar napięcia wejściowego obarczony jest bardzo dużym błędem. Przyczyną jest wadliwy woltomierz, który pokazywał poprawne pomiary dopiero na zakresie 20V. W związku z tym wyznaczenie wzmocnienia jest bardzo niedokładne, zwłaszcza przy dużych częstotliwościach. Rośnie ono niemal liniowo względem zmierzonych wartości napięcia.

W drugiej części ćwiczenia zadaniem był pomiar charakterystyki częstotliwościowej wzmacniacza oraz wyznaczenie szerokości pasma wzmacniacza na podstawie wykresu. W związku z wadliwym woltomierzem pomiary zostały obarczone dużym błędem. Dzięki temu wyznaczenie szerokości pasma wzmacniacza stało się niemożliwe, o czym świadczy załączony wykres.

---