PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W ELBLĄGU INSTYTUT POLITECHNICZNY LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI
Grupa dziekańska/ podgrupa ćwiczeniowa: 2	Tytuł ćwiczenia: UKŁADY AKTYWNE RC
Skład grupy: 1. Feszak Andrzej 2. Cisek Maciej 3. Cabaj Krzysztof	Data wykonania 17.XI.2007 /data oddania: 07.I.2008
		Ocena:

1. Opis wykonywanego ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest poznanie właściwości wybranych elementów i układów aktywnych takich jak:

wzmacniacz operacyjny, źródło sterowane, sumator, układ całkujący, układ różniczkujący, itd.

Zakres ćwiczenia obejmuje:

 przygotowanie do ćwiczenia polegające na przypomnieniu właściwości wybranych układów

aktywnych oraz metod ich analizy. Rozwiązać wskazane przez prowadzącego układy aktywne,

tzn. wyznaczyć transmitancje lub funkcje przejścia tych układów,

 dobór wartości źródeł napięcia, dobór rodzaju i zakresów przyrządów pomiarowych,

 połączenie obwodów na stole laboratoryjnym według podanych schematów,

 pomiar napięć i prądów we wskazanych przez prowadzącego układach aktywnych zgodnie z

wytycznymi podanymi w punkcie 3,

 porównanie wyników pomiarów z wynikami obliczeń,

 opracowanie sprawozdania i wniosków wynikających z ćwiczenia.

2. Wykaz i dane znamionowe elementów użytych do ćwiczenia.

1. Oscyloskop 3502C 20MHz

2. Opornik dekadowy MDR-93-5b

3. Opornik dekadowy OD-2-D4b

4. Opornik dekadowy OD-2-D4c

5. Kondensator dekadowy typ KD-2

6. Opornik dekadowy DR4b-16

7. Zasilacz HY 3010 x2

8. Generator DF 1641A

3. Wyniki obliczeń :

1) Układ odwracający fazę

k-wzmocnienie

Jeśli R₁=R₂, to U₂= -U₁

Parametry układu	Wyniki pomiarów i obserwacji			Wyniki obliczeń i uwagi
		U1[V]		U2[V]			uwagi
R1=66kΩ, R2=5kΩ	7	6	0,833	0,857
R1=10kΩ, R2=5kΩ	3,5	7	2	2
R1=2kΩ, R2=5kΩ	8	14	2,5	1,75	przesterowany
R1=2kΩ, R2=6kΩ	8	14	3	1,75	przesterowany
R1=9kΩ, R2=5kΩ	7	4	0,556	0,57

2) Układ nieodwracający fazy

Parametry układu	Wyniki pomiarów i obserwacji			Wyniki obliczeń i uwagi
		U1[V]		U2[V]			uwagi
R1=9kΩ, R2=5kΩ	6	12	1,56	2
R1=6kΩ, R2=5kΩ	6	13	1,833	2,167
R1=6kΩ, R2=7kΩ	6	14	2,167	2,333	przesterowany

3) Układ całkujący (integrator)

Funkcja przejścia

Transmitancja

f[kHz]	R1[kΩ]	C2[μF]	XC[Ω]	[deg]	U1[V]	U2[V]
1,1	6	0,09			7	1,1	0,158	0,267
5	3	0,09			8	1,1	0,118	0,1375
10	5	0,09			8	0,8	0,0375	0,0354

4) Układ różniczkujący

Funkcja przejścia:

f[kHz]	R2[kΩ]	C1[nF]	XC[kΩ]	[deg]	U1[V]	U2[V]
5	5	4	7,961	101,25	7	5	0,714	0,628
8	5	4	4,976	100	7,5	9	1,2	1,005
10	4	4	3,980	90	7,5	9	1,2	1,005

Transmitancja:

4. Uwagi i wnioski:

- Wartości rzeczywiste wzmocnień różniły się od wartości wyliczonych z parametrów układu. Duży wpływ na to może mieć niedokładność związana z odczytywaniem wartości z oscyloskopu. Błędy wprowadzało również „przesterowanie” wzmacniacza operacyjnego, ponieważ pomimo żądanego wzmocnienia układ nie mógł osiągnąć żądanej wartości napięcia wyjściowego (związane jest to z ograniczeniami ze strony napięcia zasilania),

- Odczytane z oscyloskopu wartości przesunięć fazowych również różniły się od wyznaczonych matematycznie wartości. Błędy te również w dużej mierze spowodowane były niedokładnością odczytywania wartości z oscyloskopu,

- W przypadku układu różniczkującego zauważalne były wyraźne zniekształcenia harmoniczne na wyjściu układu, powodem tego może być spadek reaktancji pojemnościowej w zależności od częstotliwości, w związku z czym wyższe harmoniczne są o wiele mocniej wzmacniane niż podstawowa składowa, a więc niezauważalne zniekształcenia sygnału wejściowego mogą znacząco zniekształcić sygnał wyjściowy. Widać to we wzorze na wzmocnienie:

Wzmocnienie wzrasta proporcjonalnie do częstotliwości.