Politechnika Warszawska Instytut Techniki Cieplnej		LABORATORIUM ELEKTRONIKI Sprawozdanie z ćwiczeń			Zespół:
Nazwiska i imiona studentów		Potera Aleksandra, Walczykowski Michał, Szmidt Mateusz, Łabiak Gabriel
Rok akademicki	Wydział	Semestr	Grupa	Data ćwiczenia	Ocena	Data	Podpis
II	MEiL	IV	pt. 8-10	30.04.2010
1.Temat ćwiczenia Wzmacniacz operacyjny
1. Cel Ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych parametrów wzmacniacza operacyjnego oraz możliwości zastosowania tego typu układów elektronicznych. 2. Wstęp Teoretyczny Wzmacniacze operacyjne są to wzmacniacze prądu stałego, charakteryzują się bardzo dużym wzmocnieniem napięciowym, sprzężeniem bezpośrednim, i przeznaczone są zwykle do pracy z zewnętrznymi obwodami ujemnego sprzężenia zwrotnego. Wzmacniacz operacyjny wraz z dodatkowymi obwodami może wykonywać wiele operacji matematycznych np.: sumowania, odejmowania, całkowania, różniczkowania, dlatego też znalazły szerokie zastosowanie w matematycznych maszynach analogowych. Wzmacniacz operacyjny posiada dwa wejścia: odwracające (oznaczane symbolem ` - `) i nieodwracające (oznaczane symbolem ` + '), oraz jedno wyjście. Rysunek 1. Schemat ideowy wzmacniacza operacyjnego W celu uproszczenia obliczeń wprowadzono pojęcie wzmacniacza operacyjnego idealnego, zdefiniowanego w następujący sposób: nieskończenie wielka wartość rezystancji wejściowej, zerowa wartość rezystancji wyjściowej, nieskończenie wielka wartość wzmocnienia napięciowego Ku , nieskończone szerokie pasmo częstotliwości zerowe zmiany podstawowych parametrów, pod wpływem czasu i temperatury. W praktyce w rzeczywistych wzmacniaczach operacyjnych wymienione parametry mają skończoną wartość, jednak obliczenia przeprowadzone dla wzmacniaczy idealnych charakteryzują bardzo dobrze odwzorowują zachowanie stabilizatorów rzeczywistych. 3. Przebieg Ćwiczenia: W czasie ćwiczenia zaprojektowaliśmy i zrealizowaliśmy układy wzmacniacza do pomiaru: a) wzmocnienia -1x b) wzmocnienia -10x c) dla wzmocnienia -2x d) układ sumatora realizującego funkcję Y= 2X1+ X2 W celu uzyskania charakterystyki napięciowej badanego wzmacniacza dokonywaliśmy pomiarów napięć wejściowych i wyjściowych, zmieniając napięcie wejściowe przy pomocy potencjometru. ad a) Rysunek 2. Schemat wzmacniacza 1x Ku= = - = -1 Dla takiej konfiguracji wzmacniacza operacyjnego, nie osiągnęliśmy napięcia wyjściowego przekraczającego poziom nasycenia dla tego wzmacniacza. Wyniki z dokonanych pomiarów prezentujemy w poniższej tabelce oraz na wykresie. U_we[V] -13,9 -10 -8,7 -5,2 -2,43 2,6 5,1 8,9 9,8 U_wy[V] 13,87 9,98 8,69 5,18 2,44 -2,6 -5,07 -8,9 -9,8 ad b) Rysunek 3. Schemat wzmacniacza 10x Ku= - = -10 Wyniki z dokonanych pomiarów prezentujemy w poniższej tabelce oraz na wykresie. U_we[V] -2,2 -1,61 -1,44 -1,37 -1,19 -0,95 -0,74 -0,63 -0,49 -0,3 -0,22 0,16 0,28 0,46 0,74 0,93 1,13 1,38 1,51 1,75 U_wy[V] 14,37 14,37 14,37 13,67 11,9 9,53 7,4 6,19 4,86 2,95 2,1 -1,72 -2,92 -4,71 -7,55 -9,42 -11,44 -13 -13,02 -13,02 W tym przypadku otrzymaliśmy poziomy nasycenia: - dodatni poziom nasycenia dla Uwy= 14,37 V - ujemny poziom nasycenia dla Uwy= -13,02 V Poziomy nasycenia nie są sobie równe, co do modułu, wynika to z faktu, iż mamy do czynienia ze wzmacniaczem rzeczywistym. ad c) Rysunek 4. Schemat wzmacniacza 2x Ku= - = - 2 Wyniki z dokonanych pomiarów prezentujemy w poniższej tabelce oraz na wykresie. U_we[V] -7,75 -7,18 -6,7 -6,04 -4,96 -4,35 -3,01 -1,36 0,15 0,5 0,98 1,33 2,46 4,57 5,41 6,4 6,46 6,61 6,72 U_wy[V] 14,36 14,36 13,61 12,25 10,04 8,8 6,01 2,74 -0,32 -1,02 -2,01 -2,72 -5,01 -9,29 -11,02 -12,96 12,98 13,01 13,01 Poziomy nasycenia w tym przypadku są identyczne jak przy pomiarach wzmacniacza 10x. ad d) W celu realizacji funkcji Y= 2X1+ X2 zmontowaliśmy przedstawiony poniżej układ sumatora. 4.Wnioski: Z przeprowadzonego doświadczenia wynika, że napięcie wyjściowe zależy w znacznym stopniu nie tylko od napięcia wejściowego, ale również od konfiguracji, w jakiej pracuje dany wzmacniacz. Ponadto, daje się zaobserwować pewne ograniczenia w stosunku do wzmacniacza idealnego, to znaczy poziom nasycenia. Po przekroczeniu poziomu nasycenia, wzmacniacz traci swoją funkcję. Zakres pracy wzmacniacza, charakteryzuje go pod względem jego użyteczności. Wyniki doświadczenia, obrazują nam fakt, iż w zakresie pracy wzmacniacza rzeczywistego, przyjęty model obliczeniowy wzmacniacza idealnego sprawdza się bardzo dobrze i z powodzeniem może być stosowany w praktyce.

5

---