OPEAČNÍ ZESILOVAČ 304 4 Pro vš echny body platí U CC = ± 15 V (pokud není uvedeno jinak). Ke kaž dému bodu nakreslete jednoduché schéma zapojení. 1. Ověřte měření m některé katalogové údaje OZ MAC 157 (napěť ová nesymetrie vstupů, rychlost přeběhu, rozkmit výstupní ho napětí ).. Zapojte OZ jako neinvertují cí ss zesilovač s = 10 pro zatěž ovací rezistor L = 10 kω. Měření m ověřte zadanou hodnotu pro frekvenci f = 1 khz. 16 MOŘKOVSKÝ TOMÁŠ 3 M4 000 001 6. 1. 001 9.. 001 4
SCHÉMA Obr. 1 Invertující ss zesilovač (měření napěťové nesym.) Obr. Invertující ss zesilovač (měření rychlost přeběhu) 1 V G 1 L Osc G Obr. 3 Neinvertující ss zesilovač (měření napěť. zesílení) L Osc 1 POUŽITÉ PŘÍSTOJE OZN. PŘÍSTOJ TYP EVID. Č. POZNÁMKA U CC Zdroj sym. napětí BK 15 460 ± 15 V * G Generátor funkcí SGF 805A 198 / EM δ = 1 % Osc Osciloskop HUNG CHANG 3500 δ = 5 % V Digitální voltmetr TO DMM380018 OTE70 δ = % OZ Operační zesilovač MAC 157 Přípravek 1 Odporové dekády META XL6 E6501 δ = 0, % Odporové dekády META XL6 E650 δ = 0, % L Zatěžovací 07/10 δ = 0,% * Tímto zdrojem byl napájen OZ Pozn.: chyby jsou uvedeny již při konkrétních hodnotách měření MOŘKOVSKÝ TOMÁŠ M4 list č. 1
POSTUP MĚŘENÍ 1. Napěťová nesymetrie U IO zapojení dle obrázku č. 1 (ss invertující zesilovač, oba vstupy uzemněny invertující vstup přes odpor 1, zesílení Au = 10, 1 = 500 Ω, = 5 kω). Přepínač (na přípravku) pro úpravu ofsetu byl v poloze OFF. Na výstupu jsme naměřili 10ti násobek U IO.. ychlost přeběhu S zapojení dle obrázku č. (ss invertující zesilovač, neinvertující vstup uzemněn invertující vstup je přes odpor 1 připojen ke generátoru obdélníkového signálu o vysoké frekvenci f = 100 khz, zesílení Au = 10, 1 = 500 Ω, = 5 kω, L = 10 kω). Na výstupu připojen osciloskop. Na obrázku níže je náčrt vzestupné hrany. 5V 0,5us 3. ozkmit výstupního napětí U PP zapojení dle obrázku č. (ss invertující zesilovač, neinvertující vstup uzemněn invertující vstup je přes odpor 1 připojen ke generátoru harmonického signálu, zesílení Au = 10, 1 = 500 Ω, = 5 kω, L = 10 kω). Na výstupu připojen osciloskop. Přepínač (na přípravku) pro úpravu ofsetu byl v poloze ON (vyladěn). Zvyšujeme amplitudu až do zkreslení. 4. Ověření hodnoty Au zapojení dle obrázku č. 3 (ss neinvertující zesilovač, neinvertující vstup připojen ke generátoru signálu (sinus) na invertujícím vstupu je přes odpory 1 a vytvořena zpětná vazba z výstupu OZ. Zesílení Au = 5, 1 = 500 Ω, = 0,8 Ω, L = kω). Na výstupu připojen osciloskop a DMM. Nesmíme překročit povolený rozkmit. TABULKY TAB. 1 Jednotlivé hodnoty odporů a zesílení v daných zapojení. Hodnota Obr. 1 Obr. Obr. 3 1 [Ω] 500 500 500 [Ω] 5 000 5 000 0,8 L [Ω] 10 000 000 Au [] 10 10 5 Ofset přep. OFF ON ON MOŘKOVSKÝ TOMÁŠ M4 list č.
TAB. Srovnání naměřených hodnot s katalogem. Veličina Změřeno Katalog Napěťová. Nesymetrie U IO [mv] 1,49 3 (max. 5) ychlost přeběhu S [V/µs] 50 50 (min. 30) ozkmit výstup. napětí U PP [V] 5 ±1 (min. ±10) TAB. 3 Výsledky měření kontroly zesílení. Vstupní Výstupní Zadané Změřené napětí napětí zesílení zesílení Hodnota 15,5 mv 3,68 V 5 4,13 PŘÍKLAD VÝPOČTU a) Napěťová nesymetrie U 10 500 5 = = A 1 = = kω 1 b) Ověření zesílení ( 1 volíme 500 Ω) 1 = = ( ) 1 1 AU 1 = 1 500 = = 0, Ω 1 5 1 83 Pozn.: vzorce pro výpočet Au vycházejí z obecných vztahů pro invertující a neinvertující zesilovače. MOŘKOVSKÝ TOMÁŠ M4 list č. 3
ZÁVĚ Chyby měření Při všech měření byly použity odporové dekády, na kterých vznikaly nepřesnosti (cca do %). Při měřeních jsme využívali osciloskop, kde jsme se největší chyby dopustili odečtem hodnot (okolo 5 %) zejména při ověřování rychlosti přeběhu a maximálního rozkmitu. Dalším měřícím přístrojem byl DMM, který nám nebyl schopen zcela přesně určit hodnotu napětí na vstupu a výstupu OZ při ověřování zesílení (bylo vhodnější použít přesnější milivoltmetr). Zhodnocení 1. Na osciloskopu jsme mohli pozorovat vysokofrekvenční šum, který vznikal na výstupu přípravku odstraněn připojením kondenzátoru C = 100 nf mezi výstup OZ a zem.. Všechny změřené veličiny byly v normálu ve srovnání s katalogem, většinou dosahovaly lepších hodnot. 3. Změřené zesílení od zadaného se liší jen o 3,5 %, což lze považovat za dobrý výsledek vzhledem k chybám odporových dekád, které jsme nemohly ani tak přesně nastavit, a k chybě DMM. MOŘKOVSKÝ TOMÁŠ M4 list č. 4