2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU Měřeným předmětem je operační zesilovač. Pro měření byla použita souprava s operačním zesilovačem, kde napájení bylo 5V

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU Měřeným předmětem je operační zesilovač. Pro měření byla použita souprava s operačním zesilovačem, kde napájení bylo 5V"

Miloš Veselý
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 IEDL.EB 9 /6.ZADÁNÍ a) Změřte vstupní odpor operačního zesilovače v invertujícím zapojení pro konfiguraci = 0kΩ, = 0kΩ, = 0,5V, = 5V b) Ověřte funkci napěťového sledovače (A =, = 0Ω). Změřte zesílení pro vstupní napětí = 50mV, = 500mV, = 5V c) Ověřte funkci součtového zesilovače v invertujícím zapojení pro konfiguraci = 0kΩ, = kω, = 0kΩ, in = 00mV, in = 00mV d) Ověřte funkci rozdílového zesilovače pro konfiguraci = 0kΩ, = kω, in = 00mV, in = 50mV.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚT Měřeným předmětem je operační zesilovač. Pro měření byla použita souprava s operačním zesilovačem, kde napájení bylo 5V.TEOETICKÝ OZBO. OZBO PŘEDPOKLÁDANÝCH VLASTNOSTÍ MĚŘENÉHO PŘEDMĚT Měřeným předměte je operační zesilovač. Operační zesilovače dnes patří k nejpoužívanějším elektronickým součástkám. Pod pojmem operační zesilovač se rozumí stejnosměrný širokopásmový zesilovač s velmi vysokým zesílením, zvolením vhodné zpětné vazby nám umožňuje realizovat různé přenosové funkce. Parametry ideálního operační zesilovače jsou: A = nekonečno, vst = nekonečno, = 0. Napětí na upu zesilovače nemůže přesáhnout velikost napájecího napětí. invertujícího zapojení operačního zesilovače je vstupní odpor tohoto zapojení roven odporu v přímé větvi. Napěťový sledovač je operační zesilovač v neinvertujícím zapojení se zesílením. Takto zapojený operační zesilovač má vstupní odpor nekonečně velký. Součtový zesilovač, také se mu říká sumátor, je zapojení, ve kterém jsou na jednotlivé vstupní větve přiváděny napětí a na upu zesilovače je součet těchto napětí, zesílení je pro každou větev nastavováno zvlášť, záleží pouze na odporu, který se nalézá v této větvi. Výsledné napětí vypočteme tedy podle vztahu: ( ) in in kde je upní napětí, in jsou napětí přiváděná na jednotlivé větve, je odpor ve zpětné vazbě a odpory a jsou odpory v jednotlivých přímých větvích - je zde proto, že se jedná o invertující zapojení. Počet sčítaných napětí není omezen. ozdílový zesilovač odčítá vstupní napětí. Odčítá napětí, která jsou přiváděna na jednotlivé vstupy operačního zesilovače (invertující a

2 IEDL.EB 9 /6 neinvertující). Je zde také nastavováno zesílení jednotlivých vstupů, protože operační zesilovač má jinak nekonečné zesílení. Výstupní napětí se tedy vypočte podle vztahu: in in kde je rozdíl jednotlivých vstupních napětí, in je napětí přivedené na invertující vstup operačního zesilovače, in je napětí přivedené na neinvertující vstup, je odpor ve zpětné vazbě operačního zesilovače a je odpor v přímých větvích operačního zesilovače.. OZBO MĚŘÍCÍ METODY Vstupní odpor operačního zesilovače v invertujícím zapojení měříme dvěma voltmetry, třetí voltmetr je připojen pro kontrolu upního napětí. V invertujícím zapojení je vstupní odpor roven odporu v přímé větvi na voltmetru V tedy by tedy mělo být napětí, které nastavíme na zdroji napětí a mezi invertujícím a neinvertujícím vstupem by mělo být napětí nulové. Napěťový sledovač měříme dvěma voltmetry. Jeden je připojen na vstup sledovače a druhý je připojen na up operačního zesilovače, vzhledem k tomu, že takto zapojený operační zesilovač má zesílení, mělo by se napětí na vstupu rovnat napětí na upu. K měření součtového zesilovače potřebujeme dva zdroje napájení, pro jednotlivé vstupní větve, dva voltmetry pro měření napětí na jednotlivých větvích a jeden voltmetr pro měření upního napětí, odpor ve zpětné vazbě je stejný pro obě vstupní napětí. Odpory v přímé větvi jsou různé, to znamená, že každá každé napětí bude zesíleno jinak. K měření rozdílového zesilovače potřebujeme opět dva zdroje napětí, pro jednotlivé vstupy, dva voltmetry pro měření přiváděných napětí na vstupy a jeden voltmetr pro měření upního napětí, zesílení je stejné pro oba dva vstupy..schéma ZAPOJENÍ Schéma č. Zapojení pro měření vstupního odporu V V V

3 IEDL.EB 9 /6 Schéma č. Zapojení pro měření napěťového sledovače V V Schéma č. Zapojení pro měření součtového zesilovače in in V V V Schéma č. Zapojení pro měření rozdílového zesilovače, i n, in in V V V in regulovatelný zdroj V, V, V voltmetr,, odpor - invertující vstup operačního zesilovače neinvertující vstup operačního zesilovače

4 IEDL.EB 9 /6 5.POSTP MĚŘENÍ Měření vstupního odporu a) Zapojte přístroje podle schéma č. b) egulovatelným zdrojem nastavte požadované napětí c) Přečtěte údaj z voltmetru V a zapište jej do tabulky d) Přečtěte údaj z voltmetru V a zapište jej do tabulky e) Přečtěte údaj z voltmetru V a zapište jej do tabulky f) Pokračujte pro další požadovanou hodnotu napětí od bodu b) Měření napěťového sledovače a) Zapojte přístroje podle schéma č. b) egulovatelným zdrojem nastavte požadované napětí c) Přečtěte údaj z voltmetru V a zapište jej do tabulky d) Přečtěte údaj z voltmetru V a zapište jej do tabulky e) Pokračujte pro další požadovanou hodnotu napětí od bodu b) Měření součtového zesilovače a) Zapojte přístroje podle schéma č. b) egulovatelným zdrojem in nastavte požadované napětí c) egulovatelným zdrojem in nastavte požadované napětí d) Přečtěte údaj z voltmetru V a zapište jej do tabulky Měření rozdílového zesilovače a) Zapojte přístroje podle schéma č. b) egulovatelným zdrojem in nastavte požadované napětí c) egulovatelným zdrojem in nastavte požadované napětí d) Přečtěte údaj z voltmetru V a zapište jej do tabulky 6.TABLKY VYPOČTENÝCH A NAMĚŘENÝCH HODNOT Tabulka č. Měření vstupního odporu A (V) (V) (V) 0,5 0-0, Tabulka č. Měření napěťového sledovače (mv) (mv) Tabulka č. Měření součtového zesilovače in (mv) A (V) (V) IN ,6 -,7 IN 0

5 IEDL.EB 9 5/6 Tabulka č. Měření rozdílového zesilovače in (mv) A (V) (V) IN 0 0 -,5 -,7 IN 55 0 A zesílení vstupní napětí napětí mezi invertujícím a neivertujícím vstupem operačního zesilovače in vstupní napětí IN vstup IN vstup upní napětí vypočtené upní napětí 7.VÝPOČTY Výpočet upního napětí součtového zesilovače: ' ( ) in in například: ' 0 0 ( ) in in 0,97 0,0, 7V 0 0 Výpočet upního napětí rozdílového zesilovače: ' in in například: ' 0 0 in in ( ) 0,0 0,55, 7V SEZNAM MĚŘÍCÍCH PŘÍSTOJŮ Zkratka Název a typ přístroje Výrobní číslo egulovatelný zdroj STATON TYP V Digitální voltmetr METEX ME EJ V Digitální voltmetr METEX ME EJ0089 V Digitální voltmetr GDM 85 C90080

6 IEDL.EB 9 6/6 9. ZÁVĚ Naším úkolem bylo změřit vstupní odpor operačního zesilovače a ověřit funkci napěťového sledovače, součtového zesilovače a rozdílového zesilovače. Měření probíhalo v pořádku a bez problémů. Při měření vstupního odporu jsme ověřili, že při invertujícím zapojení operačního zesilovače je vstupní odpor roven odporu v přímé větvi, toto vyplývá z teoretického rozboru. Naměřené hodnoty ukazují, že napětí přivedené na vstup invertujícího zapojení je pouze na odporu v přímé větvi a mezi invertujícím a neivertujícím vstupem je nulové napětí, to dokazuje, že vstupní odpor je roven odporu v přímé větvi. Z teoretického rozboru vyplývá, že napěťový sledovač je zesilovač se zesílením, toto je vyplývá i z naměřených hodnot, které tomuto odpovídají. Součtový zesilovač je zapojení operačního zesilovače, které sčítá vstupní napětí, toto plyne z teoretického rozboru i z naměřených hodnot. Naměřená hodnota upního napětí se jen velmi málo liší od vypočtené hodnoty napětí. Toto je způsobeno tím, že při výpočtu se vždy počítá s ideálními součástkami, čehož v praxi nemůžeme dosáhnout. rozdílového zesilovače se také mírně lišila změřená hodnota na upu od hodnoty vypočtené, je to způsobeno stejným důvodem jako v předchozím případě, avšak z měření i teoretického rozboru plyne, že rozdílový zesilovač opravdu napětí odčítá. Operační zesilovač tedy lze díky těmto vlastnostem použít v mnoha obvodech, kde potřebujeme sčítat popřípadě odčítat různé úrovně napětí. Můžeme ho také použít v zesilovačích, kde máme striktní požadavek na přesný vstupní odpor zesilovače. Napěťový sledovač můžeme použít díky jeho zesílení, vstupnímu a upnímu odporu například k utvrzení měkkého napětí nebo když máme generátor s velkým upním odporem, aby nám tento odpor neovlivňoval měřený obvod, připojíme hned za up sledovač a up sledovače připojíme na daný obvod.

Podobné dokumenty

2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU Měřeným předmětem je operační zesilovač. Pro měření byla použita souprava s operačním zesilovačem, kde napájení bylo 5V

2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU Měřeným předmětem je operační zesilovač. Pro měření byla použita souprava s operačním zesilovačem, kde napájení bylo 5V IEDL 4.EB 8 1/8 1.ZADÁNÍ a) Změřte napěťovou nesymetrii operačního zesilovače pro různé hodnoty zpětné vazby (1kΩ, 10kΩ, 100kΩ) b) Změřte a graficky znázorněte přenosovou charakteristiku invertujícího