Subversion Repositories svnkaklik

Rev

Rev 722 | Go to most recent revision | Show entire file | Ignore whitespace | Details | Blame | Last modification | View Log

Rev 722 Rev 738
Line 24... Line 24...
24 
 
 24 
 
25 
\item Modifikujte obvod podle Obr. 2. Změřte průběhy signálů v bodech A, B, C pro tři různá nastavení potenciometru (typicky 0 V, 1 V a 2 V, nastavení potenciometru charakterizujte napětím na vstupu 3 operačního zesilovače). Vysvětlete naměřené výsledky, uvažujte samostatně stejnosměrný a střídavý signál. Nakreslete průběhy výstupních signálů při buzení sinusovým signálem o amplitudě 1 V.
 25 
\item Modifikujte obvod podle Obr. 2. Změřte průběhy signálů v bodech A, B, C pro tři různá nastavení potenciometru (typicky 0 V, 1 V a 2 V, nastavení potenciometru charakterizujte napětím na vstupu 3 operačního zesilovače). Vysvětlete naměřené výsledky, uvažujte samostatně stejnosměrný a střídavý signál. Nakreslete průběhy výstupních signálů při buzení sinusovým signálem o amplitudě 1 V.
26 
 
 26 
 
27 
\end{enumerate}
 27 
\end{enumerate}
28 
 
 28 
 
- 
 
 29 
 
- 
 
 30 
\section{Postup měření}
- 
 
 31 
 
- 
 
 32 
Nejprve jsme zesilovač zapojili jako inverující  s derivačním článkem na výstupu. Zapojení je vidět na výstupu.
- 
 
 33 
 
29 
\begin{figure}
 34 
\begin{figure}
30 
\label{zesilovac}
 35 
\label{zesilovac}
31 
\begin{center}
 36 
\begin{center}
32 
\includegraphics [width=80mm] {ul31.png}
37 
\includegraphics [width=100mm] {ul51.png}
33 
\end{center}
 38 
\end{center}
34 
\caption{Zapojení jednostupňového tranzistorového zesilovače}
39 
\caption{Invertující zapojení operačního zesilovače s derivačním článkem na výstupu}
35 
\end{figure}
 40 
\end{figure}
36 
 
 41 
 
37 
\section{Postup měření}
 42 
A pomocí generátoru a osciloskopu změřili amplitudovou a fázovou charakteristiku.
38 
 
 43 
 
- 
 
 44 
\begin{figure}
- 
 
 45 
\label{amplituda}
- 
 
 46 
\begin{center}
- 
 
 47 
\includegraphics [width=150mm] {grafamp.png}
- 
 
 48 
\end{center}
39 
Pracovní bod tranzistoru jsme navrhli podle hodnot ze zadání. Napětí na emitoru spočítáme jako $ \frac{15-5}{2760} \cdot 560 = 2,02 [V]$ Díky úbytku na PN přechodu báze emitor ale musí být na bázi napětí vyšší asi o 0,7 V takže 2,82V. Na tuto hodnotu navrhneme odporový dělič. Proud děličem musí být podstatně větší než proud do báze. Zvolíme  pro jednoduchost hodnotu 1mA. $ \frac{15}{0,001} = 15 [kOhm] $ Tím máme daný celkový odpor děliče napětí. Hodnoty rezistorů pak vypočteme jako $ 2,82 \cdot \frac{15}{15} = 2,82 [kOhm]$ a druhý rezistor $ 15 -2,82 = 12,18 [kOhm] $. Tyto rezistory ale nejsou dostupné. Proto jsme zvolili hodnoty 2k7 a 13k. Takový to odporový dělič nastavil pracovní bod tranzistoru na 2,56 V, což je přijatelný kompromis.
49 
\caption{Amplitudová charakteristika}
- 
 
 50 
\end{figure}
40 
 
 51 
 
- 
 
 52 
\begin{figure}
- 
 
 53 
\label{faze}
- 
 
 54 
\begin{center}
- 
 
 55 
\includegraphics [width=150mm] {grafphase.png}
- 
 
 56 
\end{center}
- 
 
 57 
\caption{Fázová charakteristika}
- 
 
 58 
\end{figure}
- 
 
 59 
 
- 
 
 60 
Následně jsme zapojení pozměnili tak, že na jeden ze vstupů zesilovače bylo přivedeno napětí různé od 0V.
- 
 
 61 
 
- 
 
 62 
\begin{figure}
- 
 
 63 
\label{zesilovac}
- 
 
 64 
\begin{center}
- 
 
 65 
\includegraphics [width=100mm] {ul52.png}
- 
 
 66 
\end{center}
41 
Velikost vazebního kondenzátoru určíme tak, aby příliš nezvětšovala vstupní impedanci zesilovače. Pro náš případ tedy bude stačit impedance menší než 2k7. Hodnota kondenzátoru je tedy $ \frac{1}{2 \pi f 2700} = 20 [nF] $ kde ze zadání f=3kHz.
 67 
\caption{Invertující zapojení operačního zesilovače pro sčítání malých signálů}
- 
 
 68 
\end{figure}
- 
 
 69 
 
- 
 
 70 
 
- 
 
 71 
V jednotlivých bodech obvodu byly naměřeny následující průběhy.
- 
 
 72 
 
- 
 
 73 
\begin{figure}
- 
 
 74 
\begin{center}
- 
 
 75 
\includegraphics [width=100mm] {0VA-B.png}
- 
 
 76 
\end{center}
- 
 
 77 
\caption{Průběh signálů v bodech A a B při 0V na vstupu +}
- 
 
 78 
\end{figure}
- 
 
 79 
 
- 
 
 80 
\begin{figure}
- 
 
 81 
\begin{center}
- 
 
 82 
\includegraphics [width=100mm] {0VA-C.png}
- 
 
 83 
\end{center}
- 
 
 84 
\caption{Průběh signálů v bodech A a C při 0V na vstupu +}
- 
 
 85 
\end{figure}
- 
 
 86 
 
- 
 
 87 
\begin{figure}
- 
 
 88 
\begin{center}
42 
Ve skutečnosti jsem ale použili hodnotu 100nF.
 89 
\includegraphics [width=100mm] {0VB-C.png}
- 
 
 90 
\end{center}
- 
 
 91 
\caption{Průběh signálů v bodech B a C při 0V na vstupu +}
- 
 
 92 
\end{figure}
43 
 
 93 
 
- 
 
 94 
 
- 
 
 95 
 
- 
 
 96 
\begin{figure}
- 
 
 97 
\begin{center}
- 
 
 98 
\includegraphics [width=100mm] {1VA-B.png}
- 
 
 99 
\end{center}
- 
 
 100 
\caption{Průběh signálů v bodech A a B při 1V na vstupu +}
- 
 
 101 
\end{figure}
- 
 
 102 
 
- 
 
 103 
\begin{figure}
- 
 
 104 
\begin{center}
- 
 
 105 
\includegraphics [width=100mm] {1VA-C.png}
- 
 
 106 
\end{center}
- 
 
 107 
\caption{Průběh signálů v bodech A a C při 1V na vstupu +}
- 
 
 108 
\end{figure}
- 
 
 109 
 
- 
 
 110 
\begin{figure}
- 
 
 111 
\begin{center}
- 
 
 112 
\includegraphics [width=100mm] {1VB-C.png}
- 
 
 113 
\end{center}
- 
 
 114 
\caption{Průběh signálů v bodech B a C při 1V na vstupu +}
- 
 
 115 
\end{figure}
- 
 
 116 
 
- 
 
 117 
 
- 
 
 118 
 
- 
 
 119 
 
- 
 
 120 
\begin{figure}
- 
 
 121 
\begin{center}
- 
 
 122 
\includegraphics [width=100mm] {2VA-B.png}
- 
 
 123 
\end{center}
- 
 
 124 
\caption{Průběh signálů v bodech A a B při 2V na vstupu +}
- 
 
 125 
\end{figure}
- 
 
 126 
 
- 
 
 127 
\begin{figure}
- 
 
 128 
\begin{center}
- 
 
 129 
\includegraphics [width=100mm] {2VA-C.png}
- 
 
 130 
\end{center}
- 
 
 131 
\caption{Průběh signálů v bodech A a C při 2V na vstupu +}
- 
 
 132 
\end{figure}
- 
 
 133 
 
- 
 
 134 
\begin{figure}
- 
 
 135 
\begin{center}
- 
 
 136 
\includegraphics [width=100mm] {2VB-C.png}
- 
 
 137 
\end{center}
- 
 
 138 
\caption{Průběh signálů v bodech B a C při 2V na vstupu +}
- 
 
 139 
\end{figure}
- 
 
 140 
 
- 
 
 141
44
142
45 
\section{Závěr}
 143 
\section{Závěr}
46 
\begin{enumerate}
 144 
\begin{enumerate}
47 
 	\item Hodnoty rezistorů k nastavení pracovního bodu jsme navrhli 2k7 a 13k, kapacita vstupního kondenzátoru nejméně 20nF.
 145 
 	\item Hodnoty rezistorů se od hodnot v zadání mírně lišily neboť byly použity hodnoty R1=122k6, R2=9k1, R3=2k24, R4=9k05.
- 
 
 146
48 
 	\item Měřením jsme ověřili, že tento obvod se skutečně chová, jako zesilovač.
 147 
 	\item Měřením byl víceméně potvrzen očekávatelný průběh fázové i amplitudové charakteristiky. U fázové charakteristiky je ale díky velké chybě měření při malých amplitudách určitá diskontinuita, která ale nemá vliv na platnost předpokladu.
49 
 	\item Napěťové zesílení obvodu pro výstup A vychází jako $ \frac{2200}{560} = 3,92 $ což se ještě relativně dobře shoduje s naměřenou hodnotou -5,65x. Podobně vychází i naměřená hodnota 0,82 na výstupu B pro f=3,45kHz.
 - 
 
50 
 	\item Dynamické rozsahy jsme naměřili 7,2V na výstupu A a 1,92V na výstupu B při f=200kHz.
 - 
 
51 
 	\item Po zablokování emitoru tranzistoru kondenzátorem cca 200uF se napěťové zesílení na výstupu A silně zvětšilo na hodnotu -107,7x a na výstupu B naopak zmenšilo na 0,04x.
 148 
 	\item V modifikovaném zapojení s napěťovým zdrojem na jednom ze vstupů OZ bylo potvrzeno, že může v určitém rozsahu pracovat, jako sčítač signálů.
52 
\end{enumerate}
149 
\end{enumerate}
53 
 
 150 
 
54 
\begin{thebibliography}{99}
 151 
\begin{thebibliography}{99}
55 
\end{thebibliography}
 152 
\end{thebibliography}
56 
\end{document}
 153 
\end{document}