NÍZKOFREKVENČNÍ ZESILOVAČ S OZ

Transkript

1 NÍZKOFREKVENČNÍ ZESILOVAČ S OZ 204-4R. Navrhněte a sestavte neinvertující nf zesilovač s OZ : 74 CN, pro napěťový přenos a u 20 db (0 x zesílení) při napájecím napětí cc ± 5 V a zatěžovacím odporu R L 0 kω. 2. Na sestaveném zesilovači změřte NIMO a vytiskněte: - velikost výstupního napětí při vstupu 500 mv a frekvenci khz a zkontrolujte skutečný napěťový přenos - maximální možný nezkreslený rozkmit výstupního napětí při f khz. 3. Navrhněte vazební kondenzátor C v tak, aby dolní frekvence byla f d 35 Hz a ověřte měřením. Odpor R volte 0 kω. 4. Změřte NIMO a vytiskněte přenosovou frekvenční charakteristiku v rozsahu 0 Hz až 50 khz. Přibližně stanovte frekvenci, při které se začíná deformovat tvar výstupního napětí. 6 MOŘKOVSKÝ TOMÁŠ M

2 SCHÉMA ad ) Nízkofrekvenční zesilovač s OZ R ZP C V OZ - Z 0 I R R R L O ad 2) Měřící obvod vstup: I Z ZES. výstup: O NIMA KS2 + PC ANL IN GEN. (SIN) POŽITÉ PŘÍSTROJE OZN. PŘÍSTROJ TYP EVID. Č. POZNÁMKA NIMA Lab. přístroj KS / 39 využit i gen.sin (Z*) PC Osobní počítač 386 DX / 403 program NIMA Z Stabiliz. zdroj BK R Odporová dekáda České výroby OTE 49 mω - MΩ DMM Ohmmetr M 4650 CR δ Ω 0,5 % + 3 dig ZES Lab. přípravek nf zesilovač 666 s OZ typu 74 CN MOŘKOVSKÝ TOMÁŠ M4 list č.

3 POSTP MĚŘENÍ. Návrh zesilovače: volba R, výpočet R ZP (odporová dekáda) ze zadaného Au. 2. Výroba přípravku osazení nepájivého pole součástkami (operační zesilovač OZ 74 CN, rezistory R, R, R L typu 0207 a foliový vazební kondenzátor). 3. Připojení zdroje, odporové dekády (R ZP ), generátoru a měřícího zařízení NIMA. Kontrola celého zapojení. 4. Bez vazebního kondenzátoru změříme velikost napětí na výstupu zesilovače. Výpočtem určíme napěťový přenos. Frekvence zvolena khz, vstupní napětí 500 mv. 5. Z osciloskopu (NIMA) odečteme maximální rozkmit výstupního napětí. 6. Návrh vazebního kondenzátoru. Na frekvenční charakteristice (wobler) odečteme 3 db (dolnofrekvenční zádrž R a C v derivačního článku). Odečteme velikost dolní frekvence (očekáváme Hz). Odečteme i horní frekvenční propust (okolo 40 khz).tabulky TAB. Zadaných, změřených a vypočtených hodnot Veličina Zadáno / Vyp. Vyp. / změřeno a u [db] cc [V] ± 5 ±5,3 R L [Ω] I [mv] O [V] 5 5 f [Hz] R [Ω] R [Ω] R ZP [Ω] p-p [V] () - 24,6 p-p [V] (2) - 26,3 f d [Hz] ( 35 ) 35,6 f h [Hz] - 39,9 Cv [nf] () P-P bez limitace (určili jsme pohledem na osciloskop) (2) P-P s limitací (vyhodnotila NIMA) MOŘKOVSKÝ TOMÁŠ M4 list č. 2

4 PŘÍKLAD VÝPOČT a) Návrh zesilovače Výpočet zpětnovazebního rezistoru R ZP. a 20dB A 0 [] A R ZP + R R R ZP + R A R RZP A R R ( A ) R (0 ) 095 9, 855 kω b) Změření napěťového přenosu (f khz, I 500 mv, bez vazeb. kond.) A O I 5 0,5 0 [ ] a 20 log A 20 log0 20 db c) Návrh vazebního kondenzátoru (f khz, I 500 mv) f d 2 π R C V C nf V 2 π R f 2 π d Pozn.: při měření jsme v rámci možností vybrali kombinaci dvou kondenzátorů, jejichž hodnoty 20 nf a 28 nf (celkem 238 nf) se nejvíce blížili vypočtené hodnotě GRAFY Přenosová frekvenční charakteristika (nf zes. s OZ)... viz list č.5

5 Přenosová frekvenční charakteristika (nf zes. s OZ se zápornou zpětnou vazbou) MOŘKOVSKÝ TOMÁŠ M4 list č. 4

6 ZÁVĚR Chyby měření V tomto měření jsme se mohli dopustit chyby okolo %, budeme-li vycházet z předpokladu, že největší míru těchto chyb způsobil přístroj NIMA a přípojné kabely. Nepřesnost při určování dolnofrekvenční zádrže mohly zapříčinit zvolené kondenzátory. Odporová dekáda byla relativně velmi přesná. (Z) chyby přístroje NIMA: generátor frekvence: 0,0 % z hodnoty + 0,25 % z rozsahu měření vstupního napětí: ±,5 z rozsahu Zhodnocení. Rozdíl mezi zadanou a změřenou hodnotou napěťového přenosu byl téměř nulový (ve skutečnosti zde rozdíl pravděpodobně byl, protože jsme hodnoty nastavovali a zjišťovali z NIMY). 2. Hodnota dolní mezní frekvence přibližně odpovídala předpokladům, ale vzhledem k použitým kondenzátorům se nepatrně lišila. 3. Rozkmit napětí (špička-špička) bez limitace jsme určili pohledem a tato hodnota byla menší asi o 2 V oproti rozkmitu s limitací, který určila NIMA. 4. Při deformaci signálu dochází k posunům hodnot fd a f h oběma směry následkem změn úhlů spádů charakteristik. MOŘKOVSKÝ TOMÁŠ M4 list č. 5