Electrica
Laborator DEEA - determinarea parametrilor amplificatoarelor operationale prin masuratori
Determinarea parametrilor amplificatoarelor
operationale prin masuratori
Partea 1. Analiza AO-ului in bucla deschisa.
Principalii
parametrii care caracterizeaza
performantele/functionarea AO-ului in acest regim:
Amplificarea in tensiune in bucla deschisa: AOL
Tensiunile de saturatie: VSAT+ si VSAT-
Raspunsul in frecventa al amplificatorului
in bucla deschisa: fB
– (frecventa la care AOL=1)
1. Determinarea tensiunilor
de sturatie ale amplificatorului.
a. Se va
alimenta circuitul din Figura 1, de la 2 surse de tensiune continua,
setate la 15V. Aceste surse se vor conecta in serie, ca in figura de mai jos,
pentru a asigura o alimentare diferentiala pentru AO.
Figura 1
b. Se va
introduce in circuitul din Figura 1 un semnal sinusoidal de amplitudine 1V
si frecventa 1kHz si se va vizualiza cu osciloscopul
tensiunea la iesire observandu-se distorsiunile in forma de unda a
acestui semnal (modificarea formei semnalului de iesire fata de
cel aplicat la intrare), datorate intrarii AO-ului in regiunile de saturatie.
c. Se vor
masura cu osciloscopul tensiunile de
saturatie VSAT+
si VSAT-:
- in acest scop, mai intai se va fixa pe ecranul osciloscopului, din
potentiometrul Y-POS1, reperul pentru 0V prin apasarea comutatorului GD
(situat langa mufa la care este concetata sonda);
- se elibereaza comutatorul GD, si se masoara
pe ecranul osciloscopului valoarea dintre valoarea maxima a tensiunii de
iesire si reperul pentru 0V T VSAT+,
respectiv valoarea dintre valoarea minima a tensiunii de iesire
si reperul pentru 0V T VSAT-,
Partea 2. Analiza AO-ului in bucla inchisa la
semnal mic.
Principalii
parametrii care caracterizeaza
performantele/functionarea AO-ului in acest regim:
Amplificarea in tensiune in bucla inchisa: ACL
Raspunsul in frecventa al amplificatorului
in bucla inchisa: fS
– (frecventa la care ACL
scade de 0.707 ori fata de valoarea maxima)
Semnal mic = variatia maxima a tensiunii la
iesirea AO-ului este <
1V.
 6
|
|
|
Figura 2
1. Determinarea
amplificarii in tensiune in bucla inchisa
a. Se va
alimenta circuitul din Figura 2, de la 2 surse de tensiune continua,
setate la 15V, pentru a asigura o alimentare diferentiala pentru AO.
b. Se va
introduce in circuitul din Figura 2 un semnal sinusoidal de amplitudine 1V
si frecventa 1kHz si se va vizualiza cu osciloscopul
tensiunea la iesire. Pe forma de unda observata se va
masura amplitudinea tensiunii de iesire si se va determina amplificarea
in tensiune a circuitului cu relatia:
unde V0 si Vin sunt amplitudinile celor 2
tensiuni. Se va compara rezultatul obtinut cu rezultatul teoretic,
calculat cu formula:
2. Determinarea raspunsului in
frecventa al amplificatorului neinversor.
Se va calcula
mai intai frecventa superioara a amplificatorului neinversor cu
formula:
unde fB
reprezinta raspunsul in frecventa al amplificatorului in
bucla deschisa (frecventa la care amplificarea in tensiune in
bucla deschisa =1) si reprezinta un parametru al AO-ului
furnizat in catalog; pentru AO-ul din circuit fB=1MHz.
b. Se va
introduce in circuitul din Figura 2 un semnal sinusoidal de amplitudine 1V
si frecventa 1kHz si se va vizualiza cu osciloscopul
tensiunea la iesire. Se va masura frecventa superioara a
amplificatorului:
- se masoara amplitudinea
tensiunii de iesire – amplitudinea tensiunii de iesire la
frecventa de 1kHz.;
- se pastreaza amplitudinea
tensiunii de intrare constanta (nu se modifica pozitia
potentiometrului .AMPL de la generatorul de semnal) si se creste
frecventa acestui semnal pana cand amplitudinea tensiunii de
iesire se micsoreaza de 0.707 ori fata de amplitudinea
tensiunii de iesire masurata la frecventa de 1kHz.
- se citeste frecventa
actuala afisata pe ecranul generatorului de semnal – aceasta
este frecventa superioara fS.
3. Produsul
amplificare-banda
La um amplificator, banda de frecvente B este diferenta dintre
frecventa superioara fS
si cea inferioara fL,
unde frecventa inferioara se defineste similar cu cea
superioara dar se determina in domeniul frecventelor joase. Deoarece, in cazul amplificatorului inversor fL este 0, banda de
frecvente a acestuia devine:
B=fS-fL=fS-0=fS
Utilizand
relatia de la punctul 2 si formula pentru ACLideal, rezulta ca produsul amplificare –
banda este constant:
Se va verifica
prin calcule ca produsul rezultatelor obtinute la punctele 1 si
2 pentru cele 2 rezistente RF este aproximativ acelasi.
Observatia de mai sus conduce la urmatoarea remarca
importanta:
la un amplificator, cu cat este mai mare amplificarea, cu
atat este mai mica banda de frecventa.
Partea 3. Analiza AO-ului in bucla inchisa la
semnal mare.
Semnal mare = variatia maxima a tensiunii la
iesirea AO-ului este >
1V.
Principalii
parametrii care caracterizeaza performantele/functionarea
AO-ului in acest regim:
Viteza de variatie a tensiunii de iesire: SR (SR= Slew Rate -
furnizeaza informatii despre cat de repede se poate modifica valoarea
tensiunii de iesire).
Frecventa
maxima a AO-ului fMAX:
frecventa maxima pana la care la iesire nu se observa
distorsiunile generate de parametrul SR.
Figura 3
1. Determinarea parametrului
SR
a. Se va
alimenta circuitul din Figura 3, de la 2 surse de tensiune continua,
setate la 15V, pentru a asigura o alimentare diferentiala pentru AO.
b. Se va
introduce in circuitul din Figura 3 un semnal sinusoidal de amplitudine 5V
si frecventa 25kHz si se va vizualiza cu osciloscopul
tensiunea la iesire. Pe forma de unda vizualizata se va observa
distorsionarea semnalului de iesire (nu mai este sinusoidal) cauzata
de viteza de variatie redusa a tensiunii de iesire a AO-ului,
care-l face incapabil pe acesta sa urmareasca la iesire
variatia semnalului de la intrare. Pe aceasta forma de unda
se va masura variatia maxima a tensiunii de iesire,
intervalul de timp in care este realizata aceasta variatie
si se va calcula cu formula de mai sus parametrul SR.
2. Calculul
frecventei maxime a AO-ului
Se va calcula
frecventa maxima a AO-ului cu formula:
unde V0MAX
reprezinta variatia maxima a tensiunii de iesire
exprimata in volti.
Prin reducerea
frecventei semnalului de intrare Vin la o valoarea inferioara lui fMAX calculat cu formula de
mai sus, se va observa daca distorsiunile de pastreaza in forma
de unda.
 |
|
Electrica
|
|
|
Referate pe aceeasi tema
|
|
| Ramai informat |
Informatia de care ai nevoie
Acces nelimitat la mii de documente. Online e mai simplu. |
Contribuie si tu!
Adauga online documentul tau.
|
|
|
| |
